способы получения фосфатоорганического соединения, фосфатоорганическое соединение и зубная полимеризуемая композиция на его основе

Формула изобретения

1. Способ получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, включающий взаимодействие от 1 до 5 моль диола, содержащего от 4 до 30 атомов углерода, с 1 моль (мет)акриловой кислоты при содержании (мет)акриловой кислоты от 60 до 90 мол.%, в результате которого получают реакционную смесь, включающую сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и диола и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола, молярное отношение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и диола к сложному диэфиру (мет)акриловой кислоты и диола составляет от 2 до 8; и взаимодействие образующегося сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и диола с оксихлоридом фосфора, в результате которого получают сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты.

2. Способ получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, включающий взаимодействие сложного эфира (мет)акриловой кислоты, содержащего одну гидроксильную группу, не менее одной (мет)акриловой группы и остаток органической кислоты, содержащий не менее одной углеводородной группы, имеющей от 4 до 30 атомов углерода, с оксихлоридом фосфора в присутствии соединения амина, в результате которого получают реакционную смесь, включающую сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты и соль амина; промывание реакционной смеси подкисленным водным раствором с целью экстракции соли амина в водный слой и промывание образующейся реакционной смеси водным раствором электролитов, подкисленным хлористым водородом, образующимся при гидролизе хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты.

3. Способ по п.2, где стадия получения реакционной смеси, включающей сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты и соль амина, включает взаимодействие сложного эфира моногидрокси (мет)акриловой кислоты с оксихлоридом фосфора в присутствии соединения амина, в результате чего получают хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты; и последующее взаимодействие хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты с водой в присутствии соединения амина, в результате чего получают реакционную смесь, включающую сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты и следовые количества хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты.

4. Способ получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, включающий фосфатную этерификацию (мет)акрилатного соединения, содержащего не менее одной гидроксильной группы и являющегося исходным материалом, по гидроксильной группе этого исходного материала с помощью оксигалогенида фосфора, где (мет)акрилатное соединение получают путем этерификации полиольного соединения, содержащего органическую группу, имеющую 4 или больше атомов углерода и две или больше гидроксильных групп в молекуле, производным (мет)акриловой кислоты с сохранением по крайней мере одной гидроксильной группы, и где содержание карбонильного соединения в полиольном соединении составляет 0,1 мол.% или меньше.

5. Способ по п.4, где полиольным соединением является диол, содержащий от 4 до 30 атомов углерода.

6. Способ получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, включающий взаимодействие от 1 до 5 моль диола, содержащего карбонильное соединение в количестве 0,1 мол.% или меньше, и имеющего от 4 до 30 атомов углерода, с 1 моль (мет)акриловой кислоты, в результате чего получают реакционную смесь, включающую сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и диола и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола; взаимодействие полученного сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты с оксихлоридом фосфора в присутствии соединения амина, в результате чего получают реакционную смесь, включающую сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, и промывание реакционной смеси подкисленным водным раствором и водным раствором электролитов.

7. Способ по п.6, где стадия получения реакционной смеси, включающей сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, и стадия промывания реакционной смеси подкисленным водным раствором и водным раствором электролитов включает взаимодействие сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и диола с оксихлоридом фосфора в присутствии соединения амина, в результате чего получают хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты; последующее взаимодействие хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты с водой в присутствии соединения амина, в результате чего получают реакционную смесь, включающую сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и следовые количества хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты; и последующее промывание реакционной смеси подкисленным водным раствором с целью экстракции из него соли амина в водный слой и промывание образующейся реакционной смеси водным раствором электролитов, подкисленным хлористым водородом, образующимся при гидролизе хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты.

8. Способ по п.6 или 7, где реакционная доля (мет)акриловой кислоты составляет от 60 до 90 мол.%.

9. Способ по любому из пп.2, 3, 6 и 7, где соединение амина используют в количестве меньшем, чем стехиометрическое количество, и поэтому реакционная смесь содержит хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты.

10. Способ по любому из пп.2, 3, 6 и 7, где промывание водным раствором проводят в кислых условиях при рН 3 или меньше.

11. Способ по любому из пп.5-7, где содержание карбонильного соединения в диоле составляет 0,05 мол.% или меньше.

12. Способ по любому из пп.1 и 4-7, где используют диол, содержащий алкиленовую группу, имеющую от 8 до 16 атомов углерода.

13. Способ по любому из пп.1 и 5-7, где диодом является 1,10-декандиол.

14. Способ по п.2 или 3, где сложным моноэфиром моногидрокси(мет)акриловой кислоты является 10-метакрилоилоксидекан-1-ол.

15. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, содержащий не менее одной двойной связи, способной участвовать в реакции радикальной полимеризации, не менее одного фосфатного остатка, содержащего одну или две гидроксильные группы, и не менее одной углеводородной группы, содержащей 4 или больше атомов углерода в молекуле, полученный способом по любому из пп.1-14, причем указанный монофосфатный эфир в растворе метанола с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше и указанный монофосфатный эфир имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше.

16. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по п.15, где этот монофосфатный эфир имеет такую структуру, в которой фосфатный остаток соединен с углеводородной группой, содержащей 4 или больше атомов углерода, органической группой, содержащей (мет)акрилатную группу, и одной гидроксильной группой.

17. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по п.15, где этот монофосфатный эфир имеет такую структуру, в которой фосфатный остаток, имеющий одну или две гидроксильные группы, соединен с (мет)акрилатной группой через соединительную группу, содержащую по крайней мере одну углеводородную группу, имеющую 4 или больше атомов углерода.

18. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по п.17, где соединительной группой является алифатическая группа, содержащая 4 или больше атомов углерода.

19. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по п.17, где этот монофосфатный эфир имеет такую структуру, в которой фосфатный остаток, содержащий две гидроксильные группы, соединен с (мет)акрилатной группой с помощью соединительной группы, имеющей не менее одной алифатической группы, содержащей от 8 до 16 атомов углерода.

20. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по п.17, где соединительной группой является органическая группа, содержащая 8 или больше атомов углерода и по крайней мере одну ароматическую группу.

21. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты по любому из предшествующих пп.15-20, где его метанольный раствор с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,4 мСм/см или меньше.

22. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, имеющий следующую структурную формулу:

полученный путем взаимодействия 2-гидроксиэтилметакрилата с фенилдихлорфосфатом или дихлорфосфоновой кислотой в присутствии триэтиламина и указанный монофосфатный эфир в растворе метанола с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше и указанный монофосфатный эфир имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше.

23. Сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, имеющий следующую структурную формулу

полученный взаимодействием 1,5-пентадиола или 1,10-декандиола, содержащего карбонильное соединение в количестве 0,1% моль или менее, с метакриловой кислотой и взаимодействием полученного моноэфира метакриловой кислоты с 2-карбоксиэтилфосфатом и указанный монофосфатный эфир в растворе метанола с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше, и указанный монофосфатный эфир имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше.

24. Зубная полимеризуемая композиция, включающая сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, полученный способом по любому из пп.1-14, и указанный монофосфатный эфир в растворе метанола с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше, и указанный монофосфатный эфир имеет имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше, или сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира метакриловой кислоты по п.22 или 23 и полимеризуемый мономер, способный к сополимеризации с этим указанным монофосфатным эфиром.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится к фосфаторганическому соединению (которое далее по тексту также может быть названо как "фосфатный мономер"), содержащему полимеризационноспособную группу, и способу его получения, к зубной полимеризуемой композиции, содержащей это фосфаторганическое соединение, эта зубная полимеризуемая композиция имеет отличную адгезионную прочность.

Предпосылки изобретения

Зубной адгезив используют для крепления восстановительного материала к поврежденному участку зуба или нанесения покрытия из этого материала на этот участок зуба и для сохранения восстановительного материала в течение длительного времени, создавая таким образом большие преимущества для существующих стоматологических служб. Как отмечено выше, самой главной причиной того, почему широко распространены клинические методы, предусматривающие использование зубного адгезива, является разработка метода крепления к зубам, особенно к дентину.

Активные исследования в области крепления к зубам начались в 70-е годы, и с того времени начали появляться заявки, касающиеся полимеризуемого мономера, содержащего кислотную группу, такую как фосфатная группа или группа карбоновой кислоты, среди соединений, обладающих реакционной способностью по отношению к гидроксиапатиту, основному компоненту зубов. Однако фосфатный мономер, который был известен в то время, например двойной кислый фосфат 2-метакрилоилоксиэтила, вообще не обладал водостойкостью, хотя его использовали в качестве зубного адгезива, и совсем не имел адгезии к зубам, особенно к дентину.

Однако в результате исследований, проведенных заявителем, было установлено, что среди мономеров, содержащих фосфатную группу, существует фосфатный мономер, содержащий углеводородную группу с сильной гидрофобностью в молекулярной структуре, который характеризуется чрезвычайно высокой адгезией к зубам и высоким уровнем адгезионной стойкости даже во влажных условиях, таких, какие существуют в ротовой полости.

Отличительная особенность фосфатных мономеров, предложенных заявителем, заключается в том, что -Р(O)(ОН)₂-группа или >Р(O)(ОН)-группа соединена с полимеризационноспособной группой, такой как (мет)акриловая группа, через углеводородную группу с сильной гидрофобностью, которая содержит большое число атомов углерода. Детали этого метода раскрыты в патентных заявках, поданных заявителем настоящей заявки, таких как выложенные патентные заявки Японии № Sho 58-21607 и Sho 58-21687 (соответствующие патенту США 4539382).

Без преувеличения можно сказать, что впервые разработан метод крепления к зубам, основанный на использовании этих фосфатных мономеров в качестве зубных адгезивов, которые были раскрыты в вышецитированных публикациях и тому подобное. С того времени были предложены различные формы зубных адгезивов с использованием группы этих фосфатных мономеров. Вышеуказанные фосфатные мономеры, предложенные заявителем, играют важную роль в обеспечении высокой адгезии, достигаемой при использовании этих методов.

При получении вышеуказанных фосфатных мономеров, например сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)актиловой кислоты (далее по тексту называемого "сложный фосфатный моноэфир"), применяют, главным образом, способ получения, включающий взаимодействие сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, который представляет собой продукт реакции диола и (мет)акриловой кислоты, с оксихлоридом фосфора и гидролиз образующегося соединения, содержащего -P(O)Cl₂-группу. Такой способ известен заявителю из выложенного патента Японии № Sho 59-139392, где этот способ включает четырехстадийный процесс, стадии (I)-(IV) которого детализированы ниже.

(I) Получение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты

Сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты получают по реакции этерификации диола и (мет)акриловой кислоты. В этой реакции в качестве побочного продукта образуется сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, и в продукте реакции также содержится непрореагировавший диол.

(II) Удаление непрореагировавшего диола из реакционной смеси

Когда диол является водорастворимым, то этот диол можно обычно удалить путем многократного промывания смеси, образующейся на стадии (I), водой. С другой стороны, когда диол плохо растворим в воде, выбирают соответствующий неполярный органический растворитель, такой как н-гексан, циклогексан, бензол или толуол, в котором этот диол нерастворим, и реакционную смесь разбавляют этим органическим растворителем в количестве от 2- до 10-кратного разбавления, в результате чего выпавший в осадок диол можно удалить фильтрованием. Однако, поскольку образующийся в качестве побочного продукта сложный диэфир (мет)акриловой кислоты обладает растворимостью в различных растворителях, аналогичных растворителям для сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, выделение его из реакционной смеси этими способами затруднительно. Поэтому в последующем процессе сложный моноэфир используют в смеси со сложным диэфиром.

(III) Получение сложного фосфатного моноэфира

Для получения сложного фосфатного моноэфира осуществляют взаимодействие смеси, включающей сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, с оксихлоридом фосфора или пирофосфорной кислотой. Этим способом можно количественно получить фосфатный мономер из сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты.

(IV) Извлечение сложного фосфатного моноэфира

Реакционную смесь добавляют к неполярному органическому растворителю, такому как н-гексан или толуол, и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, который является побочным продуктом стадии (I), растворяют в органическом растворителе, чтобы удалить его методом экстракции, в результате чего получают сложный фосфатный моноэфир, обладающий высокой чистотой. И наоборот, сложный фосфатный моноэфир экстрагируют в водный слой путем получения его натриевой или бариевой соли с целью отделения водонерастворимого сложного диэфира (мет)акриловой кислоты, после чего водный слой вновь подкисляют, чтобы извлечь сложный фосфатный моноэфир, в результате чего получают сложный фосфатный моноэфир, имеющий высокую чистоту.

Заявители сами получили вышеуказанные фосфатные мономеры и выпустили на рынок стоматологические материалы, содержащие фосфатные мономеры. Кроме того, процесс получения, конкретно раскрытый в вышецитированных публикациях, может быть относительно легко осуществлен в промышленном масштабе, а образующиеся в результате фосфатные мономеры обладают удовлетворительными для практических целей эксплуатационными свойствами. Однако авторы настоящего изобретения имели целью дальнейшее улучшение следующих отличительных особенностей и разработку фосфатных мономеров с еще более высоким качеством.

1) Улучшение выхода фосфатного мономера (сложного фосфатного моноэфира)

Реакционная смесь, полученная на стадии (I), помимо непрореагировавшего диола содержит значительное количество сложного диэфира (мет)акриловой кислоты, который не является целевым продуктом, и сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты, являющийся главным соединением при последующем получении сложного фосфатного моноэфира. Исследования, предпринятые авторами настоящего изобретения, позволили выявить, что отношение сложный моноэфир/сложный диэфир/непрореагировавший диол составляет 0,8-2:1:0,5-1,5. Образование сложного диэфира (мет)акриловой кислоты просто приводит к расходованию диола, что экономически невыгодно. Особенно в тех случаях, когда диол дорогой, возникает большая проблема, связанная с затратами.

Далее, на стадии (IV), если количество сложного диэфира (мет)акриловой кислоты, смешанного в указанном соотношении с целевым сложным фосфатным моноэфиром, велико, то чистота вряд ли увеличится, когда диэфир экстрагируют гексаном или тому подобное. Кроме того, если пытаться увеличить чистоту, то количество растворителя, используемого для экстракции, становится большим или увеличивается количество повторных стадий экстракции, так что и в этом случае возникают проблемы экономического порядка и эффективности процесса.

2) Уменьшение окрашивания

Сложный фосфатный моноэфир, полученный вышеописанным способом, имеет удовлетворительно высокую степень чистоты, как определено в результате анализа методом жидкостной хроматографии. Однако после очистки сложного фосфатного моноэфира в некоторых случаях может наблюдаться окрашивание от бледно-желтого до светло-коричневого. В случае использования зубного адгезива, включающего такой окрашенный фосфатный мономер, возникают дефекты, обусловленные тем, что оказывается трудно подобрать цветовой тон адгезива к требуемому тону, имеющему отличный визуально приемлемый внешний вид, и что по цвету часть, восстановленная с помощью такого адгезива, не соответствует остальным зубам.

3) Улучшение стабильности при хранении

Когда фосфатный мономер per se или зубной адгезив, включающий фосфатный мономер, хранят в течение длительного времени, то вязкость его может увеличиться, способствуя таким образом его желатинизации или отверждению в некоторых случаях. Кроме того, возникает проблема снижения качества продуктов, связанная со снижением прочности крепления адгезива после его желатинизации или отверждения.

В соответствии с этим целью настоящего изобретения является разработка фосфаторганического соединения (фосфатного мономера), имеющего еще более улучшенную стабильность при хранении и соответствие цветового тона тону зубов и восстановительного материала зубов, особенно при использовании в качестве зубного адгезива, и при этом такое фосфаторганическое соединение содержит полимеризационноспособную группу.

Другой целью настоящего изобретения является разработка способа эффективного получения такого фосфатного мономера, особенно сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, из исходного диола.

А также еще одной целью настоящего изобретения является разработка зубной полимеризуемой композиции, включающей такой фосфатный мономер.

Эти и другие цели настоящего изобретения будут очевидны из представленного ниже описания.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В результате обширных исследований, проведенных авторами настоящего изобретения, было установлено, что вышеуказанная стабильность при хранении связана с ионными веществами, содержащимися в следовых количествах в фосфатном мономере. Источниками таких ионных веществ могут быть, в основном, использованные исходные материалы и реагенты, примеси в растворителе, побочные продукты, реакционная емкость и тому подобное. Авторы настоящего изобретения установили тенденцию, что чем больше содержание этих ионных веществ, тем более очевидной становится проблема, связанная со стабильностью при хранении. Далее, когда измеряют удельную электропроводность полученного фосфатного мономера как метод количественной оценки ионных веществ, смешанных с фосфатным мономером, то существует четкая зависимость, что чем больше удельная электропроводность, тем хуже стабильность при хранении. Говоря конкретнее, установлено, что когда удельная электропроводность раствора фосфатного мономера в метаноле с концентрацией 10% по массе составляет 0,5 мСм/см или меньше, более предпочтительно 0,4 мСм/см или меньше, стабильность при хранении фосфатного мономера и зубной полимеризуемой композиции, включающей этот фосфатный мономер, оказывается отличной.

Кроме того, авторы настоящего изобретения разработали метод количественной оценки уровня окрашивания фосфатного мономера и установили, что проблема, связанная с цветовым тоном, приемлемо может быть решена, когда светопропускание фосфатного мономера, определенное при 455 нм, составляет 90% или выше, более предпочтительно 95% или выше. Кроме того, авторы настоящего изобретения провели дальнейшие исследования и, как их результат, установили, что причиной окрашивания фосфатного мономера является соединение, имеющее карбонильную группу, содержащуюся в исходном диоле. Более того, они установили, что когда количество описанного выше карбонильного соединения составляет 0,1 мол.% или меньше, более предпочтительно 0,05 мол.% или меньше, в расчете на исходный диол, то можно получить фосфатный мономер с отличным соответствием по цветовому тону, который может быть использован в качестве исходного материала для зубной полимеризуемой композиции.

Более того, авторы настоящего изобретения провели исследования исходных материалов, промежуточных соединений, условий получения, методов промывания и тому подобное в процессе получения и установили, что выход фосфатного мономера, особенно сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, можно увеличить за счет добавления к этому процессу новой стадии. Соответственно, настоящее изобретение было усовершенствовано.

В частности, настоящее изобретение относится к [1] органическому фосфатному соединению, содержащему, по крайней мере, один фосфатный остаток, имеющий одну или две гидроксильные группы, и, по крайней мере, одну углеводородную группу, имеющую 4 или более атомов углерода в молекуле, где раствор этого фосфатного соединения в метаноле с концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше, и/или органическое фосфатное соединение имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше; [2] зубной полимеризуемой композиции, включающей (а) органическое фосфатное соединение, содержащее, по крайней мере, одну двойную связь, способную к реакции радикальной полимеризации, по крайней мере, один фосфатный остаток, содержащий одну или две гидроксильные группы, и, по крайней мере, одну углеводородную группу, имеющую 4 или больше атомов углерода в молекуле, где раствор этого органического фосфатного соединения в метаноле концентрацией 10% по массе имеет удельную электропроводность при 25°С 0,5 мСм/см или меньше, и/или органическое фосфатное соединение имеет светопропускание при 455 нм 90% или больше; (б) полимеризационноспособный мономер, способный сополимеризоваться с фосфаторганическим соединением; [3] к способу получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, включающему взаимодействие от 1 до 5 молей диола, содержащего от 4 до 30 атомов углерода, с 1 молем (мет) акриловой кислоты при содержании (мет)акриловой кислоты от 60 до 90 мол.%, приводящее к образованию реакционной смеси, включающей сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и диола и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола, молярное отношение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и диола к сложному диэфиру (мет)акриловой кислоты и диола составляет от 2 до 8, и реакцию полученного сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и диола с оксихлоридом фосфора, сопровождающуюся образованием сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты; [4] к способу получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, включающему взаимодействие сложного эфира моногидрокси(мет)акриловой кислоты, включающего одну гидроксильную группу, по крайней мере, одну (мет)акриловую группу и остаток органической кислоты, содержащий, по крайней мере, одну углеводородную группу, содержащую от 4 до 30 атомов углерода, с оксихлоридом фосфора в присутствии аминного соединения с образованием реакционной смеси, включающей сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, хлорид сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты и соль амина; промывание реакционной смеси водным кислым раствором с целью экстракции соли амина в водный слой и промывание полученной реакционной смеси водным раствором электролита, подкисленного хлоридом водорода, образовавшимся при гидролизе хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты; [5] к способу получения органического фосфатного соединения, включающему фосфатную этерификацию (мет)акрилатного соединения, содержащего, по меньшей мере, одну гидроксильную группу, в качестве исходного соединения, по гидроксильной группе исходного соединения с помощью оксигалогенида фосфора, когда (мет)акрилатное соединение получают этерификацией (мет)акриловой кислотой полиольного соединения, содержащего органическую группу, имеющую 4 или больше атомов углерода и две или больше гидроксильных групп в молекуле, производным (мет)акриловой кислоты, сохраняя, по крайней мере, одну гидроксильную группу, и когда содержание карбонильного соединения в полиольном соединении составляет 0,1 мол.% или меньше; [6] к способу получения сложного монофосфатного эфира на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, включающему взаимодействие от 1 до 5 молей диола, содержащего карбонильное соединение в количестве 0,1 мол.% или меньше и имеющего от 4 до 30 атомов углерода, с 1 молем (мет)акриловой кислоты, в результате которого образуется реакционная смесь, включающая сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и диола и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола; взаимодействие полученного сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты с оксихлоридом фосфора в присутствии соединения амина, в результате чего образуется реакционная смесь, включающая сложный монофосфатный эфир на основе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, и промывание реакционной смеси кислым водным раствором и водным раствором электролитов.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фосфаторганическое соединение настоящего изобретения, а именно фосфатный мономер, содержащий по меньшей мере одну двойную связь, участвующую в реакции радикальной полимеризации, по меньшей мере, один фосфатный остаток, содержащий одну или две гидроксильные группы, и, по меньшей мере, одну углеводородную группу, содержащую 4 или более атомов углерода в молекуле, особенно пригодно для использования в качестве адгезивного мономера. Согласно исследованиям, проведенным заявителем, было установлено, что наличие углеводородной группы, которая содержит 4 или более атомов углерода, с выраженной гидрофобностью в молекуле в значительной степени способствует адгезии к зубам и долговечности.

Термин "фосфатный остаток, содержащий одну гидроксильную группу" в фосфатном мономере согласно настоящему изобретению относится к структурному звену >Р(О)(ОН). Помимо этого, термин "фосфатный остаток, содержащий две гидроксильные группы" относится к структурному звену -Р(O)(ОН)₂. Отсюда следует, что каждый фосфатный остаток соответствует фосфатной группе и фосфонатной группе.

Кроме того, примеры двойной связи, участвующей в реакции радикальной полимеризации, упомянутой в настоящем изобретении, включают стирольную группу, цианоакрильную группу, простую винилэфирную группу, (мет)акрильную группу и тому подобное, и наиболее предпочтительной является (мет)акрильная группа.

Фосфатный мономер согласно настоящему изобретению включает, по крайней мере, одну углеводородную группу, содержащую 4 или более атомов углерода в молекуле. Углеводородной группой может быть та группа, в которой атом водорода углеводородной группы замещен галогеном, гидроксильной группой, карбоксильной группой, меркаптогруппой, цианогруппой, группой фосфиновой кислоты, фосфатной группой и тому подобное. Кроме того, с точки зрения легкости получения и доступности исходного материала предпочтительным является фосфатный мономер, имеющий структуру, в которой количество атомов углерода углеводородной группы не превышает 20, а сумма атомов углерода во всех углеводородных группах в молекуле составляет величину порядка 40.

Фосфатный мономер, предпочтительный с точки зрения достижения высокой адгезии, включает мономер, имеющий структуру, в которой каждая углеводородная группа, содержащая 4 или более атомов углерода, органическая группа, содержащая (мет)акрилатную группу, и одна гидроксильная группа связана с фосфатным остатком. Примеры такого фосфатного мономера включают следующие соединения:

Из этих фосфатных мономеров особенно предпочтительными являются те мономеры, которые имеют структуру, в которой углеводородная группа, присоединенная к фосфатному остатку, представляет собой ароматическую группу.

Кроме того, в качестве другого фосфатного мономера, обеспечивающего аналогичную высокую адгезию, предпочтительным является фосфатный мономер, имеющий структуру, в которой фосфатный остаток, содержащий одну или две гидроксильные группы, соединен с (мет)акрилатной группой посредством органической группы, имеющей не менее одной углеводородной группы с гидрофобностью, которая содержит 4 или более атомов углерода, в качестве соединительной группы (спейсера).

В частности, фосфатные мономеры можно пояснить следующим образом.

Фосфатные мономеры описываются формулой

[H₂C=C(R¹)COO-]_p -X-(Z)_q-P(O)(HO)₂ и

[H₂ C+C(R¹)COO-]_p-X-(Z)_q-P(O)(OH)-(Z) _r-A

где R¹ означает атом водорода или метильную группу; р представляет целое число от 1 до 4; каждый из символов q и r означает 0 или 1; Х представляет собой органическую группу, имеющую валентность р+1, органическую группу, содержащую углеводородную группу, имеющую 4 или более атомов углерода; Z означает атом кислорода или атом серы и А представляет собой одновалентный органический остаток. Примерами органической группы (спейсера), описываемой символом X, являются следующие группы:

Кроме того, примерами органического остатка А являются следующие группы:

Из них особенно предпочтителен фосфатный мономер, имеющий структуру, в которой соединительная группа (спейсер) представляет собой алифатическую группу, содержащую 4 или более атомов углерода, или органическую группу, содержащую 8 или более атомов углерода, и, по крайней мере, одну ароматическую группу. Эти фосфатные мономеры обладают отличной проницаемостью к зубам на адгезионной поверхности, обеспечивая таким образом особенно прочное крепление.

Далее, в качестве фосфатного мономера предпочтительным является фосфатный мономер, имеющий структуру, в которой фосфатный остаток, содержащий две гидроксильные группы, связан с (мет)акрилатной группой посредством соединительной группы, имеющей, по крайней мере, одну алифатическую группу, содержащую от 8 до 16 атомов углерода.

Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования в области (1) улучшения цветового тона и (2) улучшения стабильности при хранении фосфатного мономера.

(1) Улучшение цветового тона фосфатного мономера

Фосфатный мономер окрашен от бледно-желтого до светло-коричневого цвета, как отмечалось выше. Во-первых, было высказано предположение о том, что окрашивание вызвано действием примесей в полученном фосфатном мономере. Существует несколько способов получения фосфатного мономера, предложенных заявителем. Например, когда метакрилоксиалкил двойной кислый фосфат сложного фосфатного моноэфира получают с использованием гидроксиалкилмонометакрилата из алкилдиола, такого как декандиол, способом, раскрытым в выложенном патенте Японии № Sho 59-139392, чистота самого целевого сложного фосфатного моноэфира составляет от 90 до 96%, по результатам ее определения методами ЯМР и ВЭЖХ.

Поскольку в целевом продукте содержатся примеси, то вышеуказанными методами анализа они были идентифицированы как сложный фосфатный диэфир, гидроксиалкилметакрилат и алкилдиол, которые являются исходными материалами, диметакрилат алкилдиола, производное пирофосфата, метакриловая кислота и тому подобное. Однако установлено, что эти примеси не влияют на окрашивание сложного фосфатного моноэфира.

Далее, авторы настоящего изобретения обратили внимание на следовые количества примесей, отличных от вышеперечисленных соединений, и провели их дополнительный анализ. Однако обычно трудно анализировать вызывающее окрашивание вещество органического соединения, которое само бесцветно. Это обусловлено тем, что окрашивание происходит даже в присутствии очень малого количества вызывающего окрашивание вещества; вызывающее окрашивание вещество представляет собой сложную смесь, и стабильность самого вызывающего окрашивание вещества низкая.

Однако исследования продолжились, и был проанализирован спектр окрашивания. В результате была установлена вероятность того, что за окрашивание ответственно соединение, содержащее карбонильную группу, на что указали данные определения поглощения сложного фосфатного моноэфира.

В общем, карбонильные соединения, содержащиеся в органических веществах в следовых количествах, анализируют методом количественного определения карбонильных групп по реакции образования оксима, в которой карбонильные соединения обрабатывают водным раствором гидрохлорида гидроксиламина, который в промышленности называют определением карбонильного числа (COV). Авторы настоящего изобретения также попытались провести анализ на основе этого метода. Однако, когда такой анализ проводится на сложном фосфатном моноэфире, то, поскольку сам сложный фосфатный моноэфир имеет (мет)акриловую группу, содержащую карбонильную группу, определить только карбонильное соединение, вызывающее окрашивание, оказывается невозможным.

Поскольку исследования продолжились, авторы настоящего изобретения по результатам вышеописанного метода анализа установили, что значительное количество карбонильного соединения содержится в алкилдиоле, который является исходным материалом для сложного фосфатного моноэфира и используется в описанной выше реакции. Более того, было выявлено, что существует явная зависимость между содержанием карбонильного соединения в диоле и степенью окрашивания полученного из такого диола сложного фосфатного моноэфира. Другими словами, карбонильное соединение диола вероятнее всего смешивается со сложным фосфатным моноэфиром и не извлекается из него в процессе получения.

Согласно исследованиям авторов настоящего изобретения, когда используют диол с низким содержанием карбонильного соединения, то получают фосфатный мономер, имеющий незначительное окрашивание, так что заметно улучшается соответствие цветового тона зубного адгезива, содержащего такой фосфатный мономер. Как указано выше, авторы настоящего изобретения впервые установили тот факт, что содержание карбонильного соединения в исходном диоле определяет степень окрашивания получаемого из него фосфатного мономера.

Более того, было установлено, что чем меньше содержание карбонильного соединения, тем меньше степень окрашивания целевого фосфатного мономера и тем меньше изменение цвета фосфатного мономера во времени.

Хотя причина увеличения окрашивания фосфатного мономера во времени в случае, когда карбонильное соединение содержится в большом количестве, не совсем ясна, авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что в процессе этерификации метакриловой кислоты и фосфатной этерификации карбонильное соединение (особенно альдегид) претерпевает самоокисление или способствует протеканию реакции конденсации с другими компонентами примесей, что в результате приводит к образованию соединения с интенсивным окрашиванием, которое имеет -сопряженный хромофор.

В частности, фосфатный мономер настоящего изобретения имеет низкое содержание карбонильного соединения, которое является веществом, вызывающим окрашивание, конкретно фосфатный мономер, имеющий данный уровень или более высокий уровень светопропускания, когда этот фосфатный мономер хранится при 45°С в течение 14 дней, после чего измеряют его светопропускание при 455 нм. Хранение фосфатного мономера при 45°С в течение 14 дней эквивалентно примерно двухгодичному хранению при 4°С в холодильнике, что можно рассматривать как допустимый срок хранения при практическом использовании фосфатного мономера.

Кроме того, авторы настоящего изобретения установили, что степень окрашивания фосфатного мономера, полученного так, как описано выше, в значительной степени определяет соответствие цветового тона зубного адгезива, включающего этот фосфатный мономер. Другими словами, чем выше степень окрашивания фосфатного мономера, тем больше вероятность окрашивания самой композиции, включающей этот фосфатный мономер, так что нельзя получить требуемого от нее цветового тона. Также была выявлена явная зависимость между тем, что чем ниже светопропускание фосфатного мономера при 455 нм, тем хуже соответствие цветового тона.

Кроме того, при решении проблемы улучшения соответствия цветового тона, рассмотренной выше, было обнаружено, что светопропускание при 455 нм фосфатного мономера должно составлять 90% или больше, более предпочтительно 95% или больше.

Светопропускание фосфатного мономера, упоминаемое в настоящем изобретении, измеряют с помощью спектрофотометра и показатель светопропускания выражают как отношение интенсивности света, проходящего через измерительную ячейку, сделанную из стекла или диоксида кремния, в которую помещен фосфатный мономер без разбавления, к интенсивности света, проходящего через пустую ячейку.

Светопропускание фосфатного мономера более подробно будет рассмотрено ниже. Светопропускание в диапазоне длин волн видимой части спектра меняется от 370 до 800 нм, в зависимости от степени окрашивания, степень изменения окрашивания вблизи 455 нм самая большая. Далее, измеряя светопропускание без разбавления, можно значительно повысить точность определения отклонений светопропускания. Однако некоторые фосфатные мономеры могут быть твердыми при температуре окружающей среды, и в таких случаях к спектрофотометру присоединяют термостат и ячейку нагревают до плавления фосфатного мономера. После этого измеряют светопропускание фосфатного мономера.

(2) Улучшение стабильности при хранении

Во-первых, примеси в полученном фосфатном мономере анализируют так же, как в пункте (1), рассмотренном выше. Однако результаты исследований авторов настоящего изобретения позволили установить, что чистота фосфатного мономера, типы и содержание вышеуказанных примесей, определенное по результатам анализа методами ЯМР и ВЭЖХ, практически не связаны с рассматриваемой проблемой.

Далее, авторы настоящего изобретения заметили следовые количества примесей, отличных от этих соединений. Поэтому образующийся фосфатный мономер проанализировали различными методами, и в результате было установлено, что в целевом продукте присутствует значительное количество ионных веществ. Методом ионной хроматографии определены такие ионы, как Na⁺ , SO^2-₄, Сl^-, РО^3- ₄, NH⁺₄, NO^- ₃ и Fе⁺. Источниками этих ионов могут быть исходные материалы и используемые реагенты, примеси в растворителе, побочные продукты, реакционные емкости и тому подобное.

Результаты исследований по влиянию этих ионных веществ позволили выявить тенденцию, что чем больше содержание этих ионных веществ, тем более заметна вышеупомянутая проблема. Кроме того, когда в качестве метода количественного определения содержания этих ионных веществ в фосфатном мономере использовали измерение удельной электропроводности целевого фосфатного мономера, была установлена четкая зависимость, заключающаяся в том, что чем больше удельная электропроводность, тем хуже стабильность при хранении.

Исследования авторов настоящего изобретения показали, что удельная электропроводность фосфатного мономера, практически не содержащего ионных примесей, лежит в диапазоне от 0,1 до 0,2 мСм/см, и стабильность при хранении при использовании фосфатного мономера, обладающего такой высокой чистотой, находится на удовлетворительном уровне. Однако выявлена зависимость, что чем выше содержание ионных веществ, тем выше удельная электропроводность и хуже стабильность при хранении. Для того, чтобы улучшить решение проблемы, касающейся вышеупомянутой стабильности при хранении, авторы настоящего изобретения установили, что необходимо довести величину удельной электропроводности фосфатного мономера до 0,5 мСм/см или меньше, более предпочтительно 0,4 мСм/см или меньше. Вышеуказанная зависимость между удельной электропроводностью и стабильностью при хранении фосфатного мономера является фактом, впервые установленным авторами настоящего изобретения.

Удельная электропроводность фосфатного мономера в настоящем изобретении относится к величине, полученной в результате приготовления раствора целевого фосфатного мономера в метаноле концентрацией 10% по массе и последующего определения удельной электропроводности раствора при 25°С.

Для фосфатного мономера, имеющего только органическую группу, содержащую 3 или менее атомов углерода, практически не существует особой зависимости между удельной электропроводностью и проблемой стабильности при хранении, решаемой в настоящем изобретении, и стабильность при хранении отличная, даже когда удельная электропроводность высокая. Такие факты также являются новыми решениями авторов настоящего изобретения.

Далее, существует тенденция, что чем больше число атомов углерода в органической группе фосфатного мономера, тем ниже должна быть удельная электропроводность, чтобы достичь того же уровня стабильности при хранении. Например, в том случае, когда углеводородная группа фосфатного мономера имеет от 4 до 7 атомов углерода, удовлетворительная стабильность при хранении достигается, когда удельная электропроводность фосфатного мономера составляет 0,5 мСм/см или меньше, а когда углеводородная группа содержит 8 или больше атомов углерода, желательно, чтобы удельная электропроводность составляла 0,4 мСм/см или меньше.

В фосфатном мономере, имеющем углеводородную группу с большим числом атомов углерода, хотя причина того, почему стабильность при хранении композиции становится хуже, когда количество ионных веществ велико, в настоящее время не ясна, предполагают следующий механизм. Когда присутствуют ионные вещества, фосфатные мономеры ассоциируют друг с другом в растворе посредством ионных веществ как центров поперечного сшивания. Кроме того, когда фосфатный мономер имеет углеводородную группу с высокой гидрофобностью, которая содержит большое число атомов углерода, вероятно, легко происходит образование структуры молекулярного агломерата наподобие очень большой сетки, так что в результате вязкость увеличивается, ускоряется процесс гелеобразования.

Помимо этого, когда в зубной полимеризуемой композиции присутствует такая большая молекулярная агломерированная структура, проникновение фосфатного мономера в дентин на адгезионной поверхности при адгезии к зубам, особенно дентину, становится слабым, так что образование слоя иммерсии смолы ингибируется, что в итоге приводит к снижению адгезионной прочности.

Далее будет рассмотрен способ получения фосфатного мономера настоящего изобретения.

В общем, известно несколько процессов как способов получения мономера на основе фосфата. Например, фосфатный мономер получают реакцией этерификации фосфорной кислоты или ее активного производного спиртом или реакцией пентоксида фосфора со спиртом. С другой стороны, в качестве способа получения фосфатного мономера настоящего изобретения желательно использовать такой способ получения, в котором количество вещества, вызывающего окрашивание, или количество ионного вещества, содержащегося в целевом продукте, было бы как можно меньше. С этой точки зрения используют способ, предусматривающий (мет)акриловую этерификацию соединения, содержащего две или больше гидроксильных групп, производным (мет)акриловой кислоты, такое соединение содержит не меньше одной гидроксильной группы, и проведение с полученным (мет)акрилатным соединением, содержащим, по меньшей мере, одну гидроксильную группу и используемым в качестве исходного материала, фосфатной этерификации гидроксильной группы этого соединения с помощью оксигалогенида фосфора. В этом процессе особенно экономически выгодным и простым способом является способ, в котором в качестве оксигалогенида фосфора используют оксихлорид фосфора, и оксихлорид фосфора и (мет)акрилатное соединение, содержащее гидроксильную группу, взаимодействуют при добавлении третичного амина, такого как триэтиламин, в качестве акцептора хлористого водорода. После этого в систему реакции добавляют воду, чтобы гидролизовать Р-Сl-связь и сформировать фосфатную группу, что в итоге приводит к образованию фосфатного мономера. Оказалось, что если отношение исходного количества (мет)акрилатного соединения, содержащего гидроксильную группу, к количеству оксихлорида фосфора составляет 1 моль или меньше, то образующийся фосфатный мономер включает, главным образом, сложный фосфатный моноэфир, содержащий двойную кислую фосфатную группу, а если исходное количество (мет)акрилатного соединения больше 1 моля, то увеличивается доля сложного фосфатного диэфира, содержащего монокислую фосфатную группу.

Помимо этого, в вышеописанном способе получения в качестве (мет)акрилатного соединения может быть также использован в качестве исходного материала сложный эфир моногидрокси(мет)акриловой кислоты, содержащий одну гидроксильную группу, по меньшей мере, одну (мет)акриловую группу и по меньшей мере один органический остаток, содержащий углеводородную группу, включающую от 4 до 30 атомов углерода. Органический остаток относится к группе, имеющей структуру углеводородной группы, которая является незамещенной или замещенной атомом галогена, или тому подобное, где углеводородная группа может содержать одно или больше связывающих звеньев, таких как простая эфирная связь, сложная эфирная связь и амидная связь.

Конкретные примеры вышерассмотренных сложных эфиров моногидрокси(мет)акриловой кислоты включают следующие соединения:

Неожиданно оказалось, что когда фосфатный мономер согласно настоящему изобретению получают вышеописанным способом, в качестве соединения, содержащего две или больше гидроксильных групп, предпочтительно может быть использовано полиольное соединение, имеющее органическую группу, в которой содержится 4 или больше атомов углерода и две или больше гидроксильных групп в молекуле, особенно диол, содержащий от 4 до 30 атомов углерода. Предпочтительно использовать диол, содержащий от 5 до 30 атомов углерода. Помимо этого, среди фосфатных мономеров, полученных описанным выше способом, в таком случае предпочтительным является сложный фосфатный моноэфир. Оказывается, что структура диола помимо его двух гидроксильных групп может иметь углеводородную группу, которая является незамещенной или замещенной атомом галогена, или тому подобное, где углеводородная группа может содержать одно или больше связывающих звеньев, таких как простая эфирная связь, сложная эфирная связь и амидная связь, при условии, что две гидроксильные группы диола не соединены непосредственно с этими связывающими звеньями.

Конкретными примерами диолов являются следующие диолы.

Среди диолов в качестве исходного материала для зубной полимеризуемой композиции, обладающей отличной прочностью крепления и высоким уровнем водостойкости, может быть использован сложный фосфатный моноэфир, полученный из соединения

НО-(CH ₂)_n-OH, n=9-16.

Кроме того, если сложный фосфатный моноэфир получают с использованием диола, то разница в растворимостях между целевым сложным фосфатным моноэфиром и подлежащим удалению сложным диэфиром (мет)акриловой кислоты велика в неполярном растворителе, таком как гексан, используемым для экстракции в процессе очистки на стадии (IV), так что только сложный диэфир (мет)акриловой кислоты может легко раствориться в гексане и быть легко удален из реакционной смеси. Поэтому использование диола предпочтительно.

Как средство получения фосфатного мономера, имеющего высокое светопропускание и не содержащего смеси веществ, вызывающих окрашивание в вышеописанном процессе, является способ, при котором для использования выбирают исходные материалы, реагенты, растворители и тому подобное, имеющие высокую чистоту. В этом аспекте, как отмечено ранее, способ, предусматривающий использование соединения, имеющего две или больше гидроксильных групп, которое в качестве примеси содержит карбонильное соединение в как можно более низком количестве, при котором соединение, имеющее две или больше гидроксильных групп, подвергают реакции этерификации метакриловой кислотой, является особенно применимым.

Карбонильное соединение, содержащееся в соединении, имеющем гидроксильную группу, определяют следующим образом. Характерно, что когда раствор, полученный разбавлением исходного диола соответствующим растворителем, обрабатывают водным раствором гидрохлорида гидроксиламина, соединения, содержащие карбонильную группу среди примесей, находящихся в исходном диоле, выделяют эквимолярное относительно карбонильной группы количество хлористоводородной кислоты в результате протекания реакции образования оксима и выделенную хлористоводородную кислоту подвергают нейтрализационному титрованию спиртовым раствором гидроксида калия, и число карбонильных групп рассчитывают по количеству гидроксида калия, поглощенного при титровании. Этот процесс используют как метод измерения карбонильного числа (COV) в промышленности. Согласно исследованиям авторов настоящего изобретения при проведении измерений этим методом количество карбонильных соединений в полиольном соединении, таком как исходный диол, выраженное как число карбонильных групп на полиольное соединение, предпочтительно конкретно составляет 0,1 мол.% или меньше, более предпочтительно 0,5 мол.% или меньше.

Кроме того, в целях предотвращения накопления ионных веществ используемые реагенты, такие как оксихлорид фосфора или амин, не должны использоваться в избытке по отношению к количеству исходного (мет)акрилата, содержащего гидроксильную группу, помимо выбора исходных материалов, реагентов, растворителей и тому подобное, обладающих высокой чистотой, обеспечивающей возможность их применения. Введение их в избытке способствует накоплению остающихся фосфат-ионов и гидрохлорида амина.

Способ получения фосфатного мономера настоящего изобретения, особенно способ получения сложного фосфатного моноэфира, будет конкретно пояснен для каждого процесса на примере использования диола в качестве полиольного соединения.

(А) Получение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты

Сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты получают по реакции этерификации (мет)акриловой кислоты и диола при 130°С или ниже в отсутствие растворителя или в среде инертного растворителя, такого как бензол, толуол или галогенированный бензол, в присутствии кислотного катализатора. Молярное отношение сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и диола/сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола в образующейся реакционной смеси предпочтительно доводят до величины от 2 до 8, с точки зрения повышения выхода образующегося целевого сложного фосфатного моноэфира. Когда исходное количество диола очень мало по отношению к (мет)акриловой кислоте, то вероятнее всего образуется сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, который необязателен на последней стадии, так что молярное отношение сложный моноэфир/сложный диэфир в образующейся смеси сложных эфиров (мет)акриловой кислоты нежелательно составит 2 или меньше. Поэтому желательно, чтобы исходное количество диола составляло от 1 до 5 молей, предпочтительно от 1 до 3 молей, на один моль (мет)акриловой кислоты.

В качестве кислотного катализатора может быть использована сильная кислота, такая как серная кислота, сульфоновая кислота или фосфорная кислота, и кислотный катализатор добавляют в количестве от 0,1 до 15% по массе в расчете на все начальные количества исходных материалов. Помимо этого, чтобы ингибировать полимеризацию в процессе реакции этерификации, можно добавить ингибитор или подавитель полимеризации, такой как простой монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ), гидрохинон и 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол (ВНТ) в количестве от 50 до 10000 частей на миллион в расчете на (мет)акриловую кислоту. Далее, ингибирование полимеризации также достигается при продувке реакционной смеси воздухом или кислородом, но здесь все же сохраняется риск полимеризации, когда температура реакции превышает 130°С. Поэтому предпочтительно реакцию осуществлять при 130°С или ниже, предпочтительно при 100°С или ниже. Кроме того, реакцию можно проводить при давлении окружающей среды, и ее также можно проводить при пониженном давлении для того, чтобы ускорить протекание реакции за счет активного удаления образующейся воды путем дистилляции.

Состав смеси по мере протекания реакции периодически контролируют с помощью таких средств анализа, как жидкостная хроматография или газовая хроматография. Образование сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты и сложного диэфира инициируется одновременно с инициированием реакции, и скорость образования сложного моноэфира велика на начальной стадии реакции, а скорость образования сложного диэфира, с другой стороны, увеличивается по мере протекания реакции. В результате проведенных исследований авторы настоящего изобретения установили, что когда доля добавляемой в начале (мет)акриловой кислоты, используемой для реакции, составляет от 60 до 90%, более предпочтительно от 75 до 90%, увеличение образования сложного моноэфира прекращается, так что после этого увеличение образования сложного диэфира становится основной реакцией.

Остановив реакцию на этой стадии, можно получить сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты, важный для получения сложного фосфатного моноэфира, с высоким выходом относительно необязательного сложного диэфира (мет)акриловой кислоты, когда отношение сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты/сложный диэфир (мет)акриловой кислоты составляет от 2 до 8 как молярное отношение образования.

В соответствии со стадией (II) непрореагировавший диол удаляют из органического растворителя, содержащего реакционную смесь. Этот непрореагировавший диол можно извлечь и использовать повторно. Органический слой, полученный после удаления водного слоя, может быть необязательно подвергнут обесцвечиванию с помощью активированного угля. Далее, одновременно с обработкой по обесцвечиванию можно провести дегидратацию, добавив сульфат натрия, сульфат магния, молекулярные сита и тому подобное.

После этого агент обесцвечивания, агент обезвоживания и растворители удаляют, получая в результате смесь, включающую сложный моноэфир и сложный диэфир (мет)акриловой кислоты и диола.

Сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты также может быть получен реакцией переэтерификации диола и метил(мет)акрилата или конденсацией диола и хлорангидрида (мет)акриловой кислоты с удалением НСl, а также реакцией этерификации диола и (мет)акриловой кислоты. Цель настоящего изобретения может быть аналогично достигнута в результате осуществления взаимодействия диола в количестве от 1 до 5 молей на один моль метил(мет)акрилата или хлорангидрида (мет)акриловой кислоты и доведения реакционной доли метил(мет)акрилата или хлорангидрида (мет)акриловой кислоты до величины от 60 до 90%.

(Б) Получение сложного фосфатного моноэфира

Непрореагировавший диол извлекают и после этого осуществляют фосфатную этерификацию по гидроксильной группе сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты. Хотя можно взять за основу любой из известных многочисленных методов, есть следующий простой способ, предусматривающий использование оксихлорида фосфора и обеспечивающий высокий выход продукта. Этот способ можно подразделить на следующие две стадии (i) и (ii).

(i) Получение соединения, содержащего группу -Р(O)Сl₂ (стадия первого добавления амина)

Протекающая реакция описывается следующим химическим уравнением (m):

X-O-R-OH+Р(O)Сl₃X-O-R-O-P(O)Cl ₂+HCl (m)

где X-O-R-OH представляет собой сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты, Х означает (мет)акроильную группу и R-органический остаток, содержащий от 4 до 30 атомов углерода.

Как показано в химическом уравнении (m), сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты взаимодействует с оксихлоридом фосфора.

В качестве сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты предпочтительно использовать сложный моноэфир высокой чистоты, и он может быть использован для проведения реакции в виде смеси со сложным диэфиром (мет)акриловой кислоты, полученной на вышеописанной стадии (А). Когда реакцию осуществляют при 0°С или выше, вероятно образование сложного фосфатного диэфира в качестве побочного продукта реакции, а когда реакцию осуществляют при -60°С или ниже, то скорость реакции резко падает. Поэтому реакцию осуществляют предпочтительно при температуре от -60 до 0°С, более предпочтительно от -50 до -10°С.

Кроме того, в этой реакции для того, чтобы извлечь образующийся хлористый водород, в качестве реакционной добавки вводят соединение амина. Соединением амина предпочтительно является третичный амин, такой как триэтиламин, трибутиламин или пиридин, с точки зрения легкости образования гидрохлорида вследствие его высокой основности. В частности, более предпочтительно использовать триэтиламин с точки зрения легкости удаления в процессе очистки.

Когда оксихлорид фосфора и соединение амина используют в больших избыточных количествах, увеличивается содержание ионных веществ, что, как рассмотрено выше, приводит к низкой стабильности при хранении сложного фосфатного моноэфира, который является целевым продуктом. Поэтому предпочтительно, чтобы количество каждого из используемых оксихлорида фосфора и соединения амина было эквимолярно или находилось в небольшом избытке относительно одного моля сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты.

Говоря более конкретно, от 1 до 2 молей оксихлорида фосфора и от 1 до 1,2 молей соединения амина, предпочтительно триэтиламина, подвергают взаимодействию со смесью сложного моноэфира и диэфира (мет)акриловой кислоты, полученной, как описано выше, на один моль сложного моноэфира в смеси при температуре от -60 до 0°С.

Оксихлорид фосфора разбавляют растворителем, таким как простой этиловый эфир, тетрагидрофуран, 1,4-диоксан, этилацетат, дихлорметан, хлороформ и бензол, и предпочтительно поддерживают при температуре от -50 до -10°С. Сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и соединение амина могут быть использованы без разбавления или могут быть соответствующим образом разбавлены растворителем, таким как простой эфир, и добавлены к оксихлориду фосфора. В этой точке могут быть добавлены сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты и соединение амина в таком порядке или они могут быть предварительно смешаны, а затем добавлены. Кроме того, после их добавления реакционную смесь поддерживают при температуре от -50 до -10°С и перемешивают ее в течение 30-60 минут.

На этой стадии происходит образование хлорида сложного фосфатного моноэфира, содержащего группу -Р(O)Сl₂, показанного в химическом уравнении (m).

(ii) Получение сложного фосфатного моноэфира гидролизом хлорида сложного фосфатного моноэфира (cтадия второго добавления амина)

Процесс реакции описывается следующим химическим уравнением (n):

X-O-R-O-P(O)Cl₂+Н ₂OX-O-R-O-P(O)(ОН) ₂+2НСl (n)

где X и R имеют те же значения, что и в уравнении (m).

Как показано в химическом уравнении (n), хлорид сложного фосфатного моноэфира гидролизуется с образованием сложного фосфатного моноэфира. На этой стадии, чтобы реакция протекала гладко, температуру реакции повышают до величины, превышающей температуру реакции на стадии первого добавления амина. Однако, поскольку состав продуктов реакции нельзя контролировать, если температура реакции слишком высокая, то предпочтительно, когда температура реакции составляет 20°С или меньше, более предпочтительно от 0 до 10°С. Воду добавляют в избытке относительно количества оксихлорида фосфора, но когда содержание воды слишком велико, то образующаяся реакционная смесь становится нежелательно негомогенной. Поэтому предпочтительно, когда воду добавляют в количестве от 3 до 30 молей или аналогично.

Для того, чтобы связать образующийся хлористый водород, в сферу этой реакции также добавляют амин. Предпочтительно использовать в качестве соединения амина триэтиламин по тем же причинам, что изложены выше при рассмотрении реакции (i). Соединение амина добавляют таким образом, чтобы суммарное количество амина на стадиях первого добавления и второго добавления составляло от 2,5 до 2,9 молей на один моль оксихлорида фосфора. Кроме того, воду или соединение амина можно добавлять в указанном порядке или жидкую смесь воды и соединения амина можно прилить по каплям.

На этой стадии образуется целевой продукт - сложный фосфатный моноэфир - и в реакционной смеси также содержится соль амина, образующаяся в результате реакции с хлористым водородом, в качестве побочного продукта. Помимо этого, когда сложный моноэфир (мет)акриловой кислоты на стадии первого добавления амина используют для проведения реакции в виде смеси со сложным диэфиром (мет)акриловой кислоты, то в качестве примеси также содержится сложный диэфир (мет)акриловой кислоты. Кроме того, поскольку суммарное количество амина соответствует количеству меньше, чем стехиометрическое количество (3-кратное по молям в расчете на оксихлорид фосфора), то в реакционной смеси остается следовое количество непрореагировавшего хлорида сложного фосфатного моноэфира.

Неожиданно оказалось, что в том случае, когда, например, фосфатный мономер получают в соответствии с вышеописанным способом, с использованием сложного эфира моногидрокси(мет)акриловой кислоты, примеры которого даны выше, и тому подобное, остаток сложного эфира (мет)акриловой кислоты необязательно присутствует в целевом продукте, в этом случае продуктом является сложный монофосфатный эфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, и в реакционной смеси остаются следовые количества непрореагировавшего хлорида сложного монофосфатного эфира на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, как и в случае описанного выше сложного фосфатного моноэфира.

В результате проведенных обширных исследований авторы настоящего изобретения установили, что когда проводится процесс очистки с целью удаления соли амина способом, описанным ниже, в присутствии следовых количеств хлорида сложного фосфатного моноэфира, удается подавить образование ионных веществ и получить в итоге сложный фосфатный моноэфир с отличной стабильностью при хранении.

Неожиданно оказалось, что когда целевым продуктом является сложный фосфатный моноэфир на основе сложного эфира (мет)акриловой кислоты, можно использовать те же методы очистки.

(В) Процесс очистки сложного фосфатного моноэфира

В реакционной смеси, полученной на стадиях (i) и (ii), содержатся ионные вещества, такие как соли, образованные из сложного фосфатного моноэфира и щелочного металла или амина, гидрохлорид амина, соляная кислота и фосфорная кислота, и, в частности, установлено, что соль сложного фосфатного моноэфира содержится в самом большом количестве.

Когда ионные вещества удаляют, соли амина, которые выпадают в осадок по мере протекания реакции, могут быть отфильтрованы после гидролиза, а также могут быть применены очистка и извлечение с помощью хроматографической колонки, заполненной силикагелем или тому подобным в качестве наполнителя, или метод обработки абсорбентом, таким как активированный уголь или молекулярные сита. Повторно используя эти методы очистки или применяя их в сочетании, быстро удаляют ионные вещества, так что можно довести величину удельной электропроводности реакционной смеси до 0,5 мСм/см или меньше. Однако самым простым и самым экономичным способом удаления ионных веществ из реакционной смеси, содержащей большие количества ионных веществ, является способ, включающий промывание реакционной смеси водой с целью удаления ионных веществ в водный слой при экстракции. Например, общая методика включает растворение сложного фосфатного моноэфира органическим растворителем, таким как простой эфир или толуол, перемешивание и встряхивание полученного раствора вместе с дистиллированной водой, удаляя таким образом ионные вещества в результате экстракции их в водный слой. Кроме того, как аналогичный способ существует способ, включающий перемешивание и диспергирование реакционной смеси большим избытком воды в течение продолжительного промежутка времени и добавление к образующейся суспензии органического растворителя, в результате чего происходит экстракция только сложного фосфатного моноэфира в органический слой. Как рассмотрено выше, при удалении ионных веществ методом экстракции водой чрезвычайно эффективно, когда такой процесс экстракции осуществляют водным раствором сильной кислоты низкой концентрации с последующим промыванием дистиллированной водой. Это обусловлено тем, что катионы в сложном фосфатном моноэфире присутствуют в виде группы соли фосфата сложного фосфатного моноэфира и эти катионы диссоциируют при добавлении сильной кислоты и вероятно легко переходят в водный слой. Однако при применении этого метода необходимо обеспечить последующее достаточно полное удаление использованной сильной кислоты. В том случае, когда используют газообразную при температуре окружающей среды кислоту, такую как соляную кислоту, ее можно также удалить, когда удаляют органический растворитель методом отгонки при пониженном давлении.

Однако согласно вышерассмотренному процессу, хотя может быть осуществлен процесс, включающий промывание реакционной смеси водным раствором кислоты с целью удаления соли амина в водный слой при экстракции, после чего сложный фосфатный моноэфир остается в органическом слое [когда содержится сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, сложный диэфир аналогично мигрирует в органический слой], последующее промывание органического слоя водным растворителем с целью удаления ионных веществ, содержащихся в добавленной кислоте и реакционной смеси, но оказывается затруднительным разделить слои реакционной смеси, потому что на конечной стадии реакционная смесь становится непрозрачной белой (почти в состоянии эмульгирования).

Авторы настоящего изобретения установили, что когда промывание реакционной смеси водным растворителем осуществляют путем промывания водным раствором электролитов, таким как раствор соли, реакционная смесь легко расслаивается, что позволяет промыть органический слой. В результате последующих исследований авторы настоящего изобретения установили, что катионы электролитов в водном растворе электролитов мигрируют в органический слой, содержащий сложный фосфатный моноэфир, приводя к образованию ионного вещества.

В качестве основного компонента это ионное вещество включает соль (далее по тексту называемую как "соль сложного фосфатного моноэфира"), содержащую фосфатный мономер и катионы электролитов, и такая соль обуславливает увеличение удельной электропроводности целевого фосфатного сложного моноэфира и тем самым плохую стабильность при хранении, как рассмотрено выше. В результате обширных исследований авторы настоящего изобретения установили, что когда рН реакционной смеси в процессе промывки водным раствором электролитов составляет 3,0 или меньше, предпочтительно 1,5 или меньше, образование соли сложного фосфатного моноэфира было бы затруднено и что как таковое это средство эффективно с точки зрения сохранения некоторых хлоридов фосфатного сложного моноэфира без гидролиза всех хлоридов сложного фосфатного моноэфира на стадии второго добавления амина, как описано выше. Руководствуясь этим принципом, авторы настоящего изобретения установили, что рН реакционной смеси снижается под действием хлористого водорода, образующегося при гидролизе хлорида сложного фосфатного моноэфира при промывании, так что введение катионов контролируют, предотвращая таким образом образование соли сложного фосфатного моноэфира. И наоборот, можно добавлять различные кислоты, чтобы снизить рН реакционной смеси, но содержание ионных веществ нежелательно растет. Кроме того, поскольку хлористый водород образуется в этом процессе в очень небольшом количестве, найдено, что никаких проблем не возникнет, если он останется в целевом продукте.

Авторы настоящего изобретения установили, что образование ионных веществ снижается при промывании водным раствором кислоты и электролитов, как описано выше, и что соль амина можно удалить экстракцией. Однако, когда концентрация промывной жидкости слишком высока, кислота и электролиты могут остаться в экстракте, вызвав таким образом увеличение содержания ионных веществ. Помимо этого, поскольку сложный фосфатный моноэфир вероятнее всего будет гидролизоваться в воде, особенно в водном растворе кислоты, то предпочтительно используют водный раствор кислоты, такой как соляная кислота, при концентрации от 0,1 до 2,0 N, и водный раствор электролитов, такой как насыщенный раствор соли, при концентрации от 0,1 до 5% по массе. Кроме того, когда количество промываний мало, то промывания оказывается недостаточно, а когда число промываний слишком велико, то велика вероятность увеличения содержания ионных веществ. Поэтому предпочтительно процесс промывания осуществлять дважды или трижды.

Кроме того, считают, что оставшийся хлорид сложного фосфатного моноэфира превращается в сложный фосфатный моноэфир, все количество которого практически полностью гидролизуется на стадии промывания водными растворами кислоты и электролитов. Однако, когда хлорид сложного фосфатного моноэфира сохраняется, то процесс может дополнительно включать стадию гидролиза водой. Неожиданно оказалось, что при гидролизе, используемом на этой стадии, амин не применяют, чтобы опустить описанную выше стадию очистки.

После стадии промывания водными растворами кислоты и электролитов может быть необязательно осуществлена обесцвечивающая обработка, так что реакционную смесь подвергают очистке и разделению на хроматографической колонке с силикагелем или тому подобным материалом в качестве наполнителя или обрабатывают абсорбентом, таким как активированный уголь и молекулярные сита. Повторив эти процедуры очистки или использовав их в сочетании друг с другом, можно довести показатель светопропускания при 455 нм для очищенного продукта до 90% или больше. Кроме того, когда в целевом сложном фосфатном моноэфире содержится сложный диэфир (мет)акриловой кислоты, то сложный фосфатный моноэфир высокой чистоты получают, удалив сложный диэфир (мет)акриловой кислоты согласно методике стадии (IV), описанной выше.

После того как получен целевой сложный фосфатный моноэфир, органический растворитель удаляют отгонкой. В процессе отгонки при необходимости добавляют ингибитор полимеризации, такой как ВНТ. Отгонку можно осуществлять в любых условиях, таких как нагревание, пониженное давление или сочетание нагревания и пониженного давления, и с точки зрения эффективности удаления растворителя методом отгонки с подавлением процесса разложения сложного фосфатного моноэфира предпочтительно, когда растворитель удаляют методом отгонки при пониженном давлении при температуре окружающей среды. Кроме того, при удалении растворителя методом отгонки на конечной стадии отгонки при пониженном давлении и при температуре от 40 до 60°С можно в течение короткого промежутка времени удалить и хлористый водород, образующийся при гидролизе в качестве побочного продукта.

Кроме того, влагу сложного фосфатного моноэфира удаляют путем сушки полученного продукта при пониженном давлении, после удаления растворителя отгонкой, или путем подачи в целевой продукт сухого воздуха. Общую процедуру дегидратации осуществляют путем введения сульфата натрия, сульфата магния, молекулярных сит и тому подобных материалов перед началом отгонки растворителя. Однако эта процедура нежелательна, поскольку авторы настоящего изобретения установили, что когда используют эти осушители на стадии получения сложного фосфатного моноэфира, это вызывает образование ионных веществ.

Способ получения сложного фосфатного моноэфира настоящего изобретения обеспечивает более высокую скорость образования сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты, требуемого для получения сложного фосфатного моноэфира, чем скорость его образования в известном процессе, так что в результате снижается скорость образования нежелательного сложного диэфира (мет)акриловой кислоты. Когда снижают количество диола, используемого для проведения реакции, то непрореагировавший диол можно выделить и выделенный диол можно повторно использовать, повысив тем самым выход сложного фосфатного моноэфира, образующегося из диола, введенного на стадии первой реакции. Для промышленных производств эффективно повторить несколько раз цикл, включающий этерификацию выделенного диола (мет)акриловой кислотой, и собрать смесь, содержащую сложный моноэфир и сложный диэфир и полученную после каждого повторного цикла, с целью ее последующего использования для фосфатной этерификации.

Кроме того, на стадии (IV), включающей удаление сложного диэфира (мет)акриловой кислоты с целью выделения сложного фосфатного моноэфира, когда реакционную смесь очищают путем экстракции сложного диэфира с помощью, например, гексана или тому подобных растворителей, количество растворителя, используемое для экстракции, и число экстракций можно снизить, так что сложный фосфатный моноэфир высокой чистоты можно получить экономически очень выгодно и эффективно.

Фосфатный мономер настоящего изобретения применим для адгезионной композиции, особенно в качестве основного ингредиента зубной полимеризуемой композиции. Фосфатный мономер может быть использован самостоятельно как праймер зубного адгезива или зубной адгезив или его можно использовать в качестве зубной полимеризуемой композиции, полученной смешением фосфатного мономера и полимеризационноспособного мономера, способного сополимеризоваться с фосфатным мономером, для того, чтобы отрегулировать вязкость, увеличить механическую прочность вулканизованного продукта и регулировать другие физические свойства. Помимо этого, фосфатный мономер также может быть использован для другого стоматологического материала, который должен действовать как по фосфатному остатку, так и по полимеризационноспособной группе. Далее, такой фосфатный мономер может быть использован как ингредиент различных промышленных адгезивов.

Полимеризационноспособным мономером может быть любой известный мономер без конкретного ограничения, и обычно предпочтительно используют мономер на основе (мет)акрилата. Предпочтительные примеры мономера на основе (мет)акрилата включают монофункциональные (мет)акрилаты, такие как метил(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, (мет)акриловую кислоту и 4-(мет)акрилоилоксиэтоксикарбонилфталевый ангидрид; бифункциональные (мет)акрилаты, такие как триэтиленгликольди(мет)акрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат, бисфенол А глицидилди(мет)акрилат (обычно называемый Bis-GMA) и аддукт 2 молей 2-гидроксиэтил(мет)акрилата и 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианата (обычно называемый UDMA); трифункциональные (мет)акрилаты, такие как триметилолметантри(мет)акрилат, и тетрафункциональные (мет)акрилаты, такие как аддукт 2 молей глицеринди(мет)акрилата и 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианата.

В зубную полимеризуемую композицию настоящего изобретения, в зависимости от ее назначения, может быть дополнительно введен известный инициатор полимеризации. Например, такой инициатор включает катализатор тепловой полимеризации, такой как пероксид бензоила, особенно когда осуществляют полимеризацию при температуре окружающей среды (химическую полимеризацию), окислительно-восстановительные системы, такие как система пероксид бензоила/амин и система органосульфиновая кислота (или ее соль)/амин/пероксид могут быть использованы предпочтительно.

Кроме того, катализатор фотополимеризации включает, например, системы -дикетон/восстановитель или катализаторы ультрафиолетовой полимеризации, такие как бензилдиметилкеталь и оксид ацилфосфита.

С другой стороны, можно также обеспечить зубную полимеризуемую композицию, не содержащую инициатора полимеризации. Например, в методе лечения, включающем нанесение полимеризуемой композиции настоящего изобретения в качестве праймера на поверхность полости, образованной в результате удаления кариеса зуба, нанесение на него пломбировочной зубопротезной пластмассы в полости и полимеризацию и вулканизацию зубопротезной пластмассы, даже если инициатор полимеризации и не содержится в полимеризуемой композиции, эта полимеризуемая композиция полимеризуется и вулканизуется, проявляя таким образом свое адгезионное действие и позволяя инициатору полимеризации, содержащемуся в зубопротезной пластмассе, или радикалам, образующимся в процессе полимеризации зубопротезной пластмассы, мигрировать в композиционный слой.

Области использования зубной полимеризуемой композиции, включающей фосфатный мономер настоящего изобретения, включают зубные адгезионные праймеры, зубные адгезивы, зубной цемент, профилактическое покрытие зубных фиссур и гипоплазии эмали зубов, стоматологические зубопротезные пластмассы, пластмассы для основы набора искусственных зубов и тому подобное.

Пример зубного адгезива включает жидкую полимеризуемую композицию, включающую фосфатный мономер настоящего изобретения, мономер на основе (мет)акрилата и известный инициатор полимеризации. Гомогенная композиция, включающая воду и гидрофильный мономер на основе (мет)акрилата, особенно пригодны для самовытравливаемого праймера, проявляющего отличную адгезию к дентину.

Кроме того, когда в качестве зубного композита или цемента используют зубной адгезив, предпочтительной является композиция, включающая мономерный состав, содержащий фосфатный мономер настоящего изобретения, и наполнитель.

Наполнитель включает минеральные наполнители, такие как диоксид кремния, стекло, включающее в качестве основного компонента диоксид кремния, такое как барийбороалюминосиликатное стекло, стронцийбороалюминосиликатное стекло и фторалюминосиликатное стекло, и оксид алюминия; порошкообразные органические соединения, такие как полиметилметакрилаты; органоминеральные композиционные наполнители и тому подобное.

В случае таких композиций можно обеспечить пастообразную композицию, полученную путем предварительного смешения мономерного состава (жидкого) с наполнителем (порошком), или, наоборот, окислитель и восстановитель добавляют как в наполнитель, так и в мономерный состав, и наполнитель и мономерный состав тщательно смешивают непосредственно перед использованием, чтобы активировать катализатор химической полимеризации.

Зубная полимеризуемая композиция, в которой используют фосфатный мономер настоящего изобретения, может дополнительно включать растворитель, ингибитор полимеризации, абсорбент ультрафиолета, окрашивающий агент, антибактериальный агент и тому подобное, в зависимости от конкретных требований. Кроме того, помимо стоматологических областей использования композиция, включающая фосфатный мономер настоящего изобретения, может быть применена для костного цемента, антибактериальных клеев, фарфоровых клеев, пломбировочных материалов и тому подобное.

Настоящее изобретение будет пояснено с помощью следующих рабочих примеров, не ограничивающих его существа и объема притязаний. Ниже рассмотрены все методы измерения различных свойств в рабочих примерах. В рабочих примерах и сравнительных примерах, где это необходимо, соединение диола и соединение амина названы просто "диол" и "амин".

(1) Измерение удельной электропроводности

Метанол (Wako Pure Chemical, Special Grade Chemical) добавляют к 1 г сложного фосфатного моноэфира для получения раствора концентрацией 10% по массе. Поддерживая раствор при 25°С, измеряют удельную электропроводность. Что касается измерительного устройства, то используют цифровое электрическое кондуктометрическое устройство "Model CM-117" (производства фирмы Kyoto Denshi Kogio).

(2) Светопропускание сложного фосфатного моноэфира

Соответствующее количество сложного фосфатного моноэфира, выдержанного при температуре 45°С в течение 14 дней, помещают в стеклянную ячейку спектрофотометра, имеющего оптическую щель 10 мм, и измеряют светопропускание (%) при 455 нм и температуре 25°С с помощью спектрофотометра видимой ультрафиолетовой части спектра "Model UV-2400" (производства Shimadzu Corporation).

(3) Количественное определение карбонильного соединения в диоле (определение карбонильного числа)

Точно взвешивают сорок граммов диола и диол добавляют к 160 мл смешанного растворителя из толуола и нейтрального этанола (объемное отношение толуол : нейтральный этанол = 1:1), растворяют при перемешивании. К этому раствору добавляют десять миллилитров 5% (масса/объем) раствора гидрохлорида гидроксиламина. После выстаивания смеси в течение одного часа проводят титрование спиртовым раствором КОН концентрацией 1/10 N с помощью потенциометрического автоматического титратора Model AT-410 (производства Kyoto Denshi Kogyo), и молярное отношение (%) как число карбонильных групп к диолу рассчитывают по следующему уравнению.

Молярное отношение карбонильных соединений (как число карбонильных групп) к диолу (%)

где А означает титр образца (мл);

В означает титр холостого раствора (мл);

S означает количество собранного образца;

М - молекулярная масса диола и

f - коэффициент 0,1 N спиртового раствора КОН.

(4) Оценка стабильности цветового тона зубного адгезива

Готовят вулканизованный продукт зубопротезной пластмассы для зубной пломбы CLEARFILL АР-Х (производства Kuraray Co., Ltd.), имеющий полость шириной 150 м (далее по тексту называемый как "пластмассовый вулканизованный продукт"), зубным адгезивом, включающим сложный фосфатный моноэфир, пломбируют полость стоматологического пластмассового вулканизованного продукта, упомянутого выше. Облучение продолжают в течение 10 секунд с помощью устройства для облучения зуба видимым светом LIGHTEL II (производства Ushio Electric) над полостью, чтобы вулканизовать зубной адгезив. Соответствие цветового тона оценивают двумя категориями - отличной и плохой - в зависимости от того, как визуально отличается вулканизованный продукт зубного адгезива от пластмассового вулканизованного продукта в свете флюоресцентной лампы с освещенностью 1000 Люкс.

(5) Число дней для желатинирования зубного адгезива

Пять граммов зубного адгезива, включающего сложный фосфатный моноэфир, помещают в стеклянный сосуд и хранят в комнатных условиях при 25°С для ежедневного наблюдения. С течением времени происходит осаждение гелеобразных, прозрачных образований в виде мелких частиц, и точку, в которой такой нерастворимый продукт наблюдают визуально, называют числом дней для желатинирования.

(6) Измерение прочности крепления к дентину

Готовят этанольный раствор следующего состава, мас.ч.:

Этанол 100

N,N-Диэтанол-п-толуидин 2

Бензолсульфинат натрия 4

Полоску с отверстиями диаметром 3 мм наклеивают на поверхность дентина бычьего зуба, отшлифованного наждачной бумагой #1000 под струей воды, чтобы подготовить поверхность крепления. На поверхность крепления наносят 40%-ный водный раствор фосфорной кислоты и поверхность крепления оставляют высыхать на 20 секунд, после чего промывают ее водой. Зубной адгезив, включающий сложный фосфатный моноэфир, и вышеуказанный этанольный раствор смешивают в равных объемах и смесь наносят на поверхность крепления, коротко обдувают воздухом из стоматологического воздушного шприца.

Фотополимеризацию осуществляют под действием облучения видимым светом в течение 20 секунд с помощью LIGHTEL II. Наносят слой стоматологической зубопротезной пластмассы АР-X толщиной 1 мм и подвергают фотовулканизации под действием облучения видимым светом в течение 40 секунд с помощью LIGHTEL II. Стержень из нержавеющей стали приклеивают к поверхности вулканизованной зубопротезной пластмассы с помощью зубного адгезионного цемента PANAVIA 21 (производства Kuraray Co., Ltd.) для получения образца для испытания на прочность крепления. Образец для испытания на адгезию помещают в воду при 37°С на 24 часа, после чего измеряют прочность крепления на универсальной испытательной машине INSTRON (скорость перемещения зажима 2 мм/мин). За величину прочности крепления принимают среднее значение измерений пяти образцов.

Пример 1-1

Получение двойного кислого фосфата 10-ме-такрилоилоксидецила (MDP)

Разъемную колбу, снабженную механической мешалкой и капельной воронкой, загружают смешанным раствором 18,4 г (0,12 моля) оксихлорида фосфора в 100 мл простого диэтилового эфира, и смешанный раствор охлаждают до температуры от -40 до -30°С (внутренняя температура). Смешанный раствор 24,2 г (0,1 моль) 10-гидроксидецилметакрилата и 12,1 г (0,12 моль) триэтиламина в 100 мл простого диэтилового эфира помещают в капельную воронку и при перемешивании по каплям приливают к вышеуказанному охлажденному смешанному раствору в течение одного часа (стадия первого добавления).

Внутренняя температура повышается до 0°С в процессе перемешивания реакционной смеси в течение одного часа, а затем по каплям, при перемешивании приливают смешанный раствор 6,3 г (0,35 моль) дистиллированной воды и 20,2 г (0,2 моль) триэтиламина (стадия второго добавления). По завершении капельного приливания реагентов реакционную смесь перемешивают дополнительно в течение 2 часов, а выпавший в осадок гидрохлорид триэтиламина отделяют путем фильтрования через стеклянный фильтр. Фильтрат (органический слой) дважды промывают водой и один раз 1%-ным солевым раствором.

После отделения органического слоя добавляют 100 мг простого монометилового эфира гидрохинона в качестве ингибитора полимеризации, а затем простой эфир отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают маслянистый продукт. К маслянистому продукту добавляют сто граммов н-гексана, чтобы промыть этот маслянистый продукт. После этого гексан, растворенный в нерастворимом в гексане компоненте, отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают 25 г целевого сложного фосфатного моноэфира (двойного кислого фосфата 10-метакрилоилоксидецила, далее по тексту просто сокращенный как MDP).

Маслянистый продукт анализируют методом ВЭЖХ [колонка: CAPCELL РАК C18-SG120, подвижная фаза: вода/метанол = 2/8 (содержащая 0,005 М фосфорной кислоты), длина волны детекции 254 нм]. Чистота MDP составляет 93,5%.

К 1 г MDP добавляют метанол (Wako Pure Chemical, Special Grade Chemical) для получения 10%-ного по массе раствора. Поддерживая раствор при 25°С, измеряют удельную электропроводность, которая составляет 0,308 мСм/см.

Примеры 1-2 - 1-4 и сравнительные примеры 1-1 - 1-3

Для получения MDP осуществляют те же операции, что и в примере 1-1, за исключением того, что оксихлорид фосфора и триэтиламин используют в количествах, указанных в таблице 1, которые те же, что и количества, использованные при осуществлении стадии первого добавления и стадии второго добавления, рассмотренных выше. Чистота каждого из полученных MDP, определенная методом ВЭЖХ и по удельной электропроводности, представлена в таблице 1.

Пример 1-5

Двести миллилитров дистиллированной воды приливают к 10 г MDP, имеющего высокую удельную электропроводность, который получают методом, описанным в сравнительном примере 1-1, и смесь интенсивно перемешивают, в результате чего получают коллоидную суспензию. После перемешивания этой суспензии при комнатной температуре в течение 10 часов к полученной суспензии добавляют простой диэтиловый эфир для экстракции MDP в эфирный слой. Эфир отгоняют при пониженном давлении и извлекают примерно 9 г MDP. Эту операцию повторяют дважды с целью извлечения ионных веществ и, как результат этого, получают MDP, имеющий удельную электропроводность 0,356 мСм/см.

Пример 1-6

Тем же методом, что и в примере 1-1, осуществляют взаимодействие 48,4 г (0,2 моль) 10-гидроксидецилметакрилата с 36,8 г (0,24 моль) оксихлорида фосфора в присутствии 24,3 г (0,24 моль) триэтиламина, используя в качестве растворителя простой диэтиловый эфир (стадия первого добавления). Далее осуществляют стадию второго добавления путем капельного приливания 12,6 г (0,7 моль) дистиллированной воды и 40,5 г (0,4 моль) триэтиламина к реакционной смеси.

Реакционную смесь добавляют к 0,4 N разбавленному водному раствору соляной кислоты, смесь перемешивают, а затем добавляют простой эфир, чтобы отделить органический слой. С помощью разделительной воронки органический слой еще дважды промывают 0,4 N разбавленным водным раствором соляной кислоты, а затем дважды 1%-ным соляным раствором.

К органическому слою приливают двести миллилитров деионизированной воды и смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 12 часов, чтобы обеспечить конверсию следовых количеств непрореагировавшего Р-Сl соединения в Р-ОН (гидролиз). К органическому слою добавляют пять граммов активированного угля (Wako Pure Chemical) с целью обесцветить органический слой, а затем простой эфир отгоняют при пониженном давлении и получают целевой сложный фосфатный моноэфир (MDP) в виде маслянистого продукта. По данным ВЭЖХ чистота MDP в этом маслянистом продукте составляет 94,0%, а удельная электропроводность 0,245 мСм/см.

Сравнительный пример 1-4

В том же масштабе и тем же методом, что и в примере 1-6, осуществляют порядок операций при проведении стадии второго добавления. После завершения капельного приливания реагентов реакционную смесь перемешивают в этом состоянии дополнительно в течение 2 часов. Гидрохлорид триэтиламина отфильтровывают на фильтровальной колбе с отсосом через фильтровальную бумагу и полученный фильтрат промывают водой (трижды по 200 мл воды) с помощью разделительной воронки. Органический слой дегидратируют и осушают безводным сульфатом натрия, а эфир отгоняют из органического слоя при пониженном давлении, в результате чего получают сложный фосфатный моноэфир, включающий в качестве основного компонента MDP. Удельная электропроводность полученного продукта составляет 0,632 мСм/см.

Готовят следующие зубные адгезивы с использованием каждого из этих сложных фосфатных моноэфиров. В частности, для приготовления зубного адгезива смешивают и растворяют 50 частей по массе 2,2-бис[метакрилоилоксиполиэтоксифенил]пропана (имеющего среднее количество этоксигрупп в молекуле 2,6, далее по тексту называемого как D-2.6E), 10 частей по массе неопентилгликольдиметакрилата (далее по тексту называемого как NPG), 15 частей по массе гидроксиэтилметакрилата (НЕМА), 25 частей по массе сложного фосфатного моноэфира (MDP), полученного в примерах от 1-1 до 1-6 и сравнительных примерах от 1-1 до 1-4, 1,5 частей по массе пероксида бензоила (ВРО) в качестве катализатора полимеризации, 0,5 частей по массе камфорохинона, 0,02 частей по массе дибутилгидрокситолуола (ВНТ) в качестве стабилизатора и 0,01 частей по массе простого монометилового эфира гидрохинона. Количество дней для желатинирования каждого из этих зубных адгезивов получают методом, описанным выше.

Кроме того, с помощью описанного выше метода измеряют прочность крепления к дентину для каждого из этих зубных адгезивов. В этом тесте измерения по адгезии осуществляют после хранения зубного адгезива, включающего сложный фосфатный моноэфир, при температуре 45°С в течение 30 дней. Полученные показатели прочности крепления сравнивают с показателями прочности крепления, полученными сразу же после приготовления адгезива (до хранения). Полученные результаты представлены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что обнаруживается очевидная корреляция между величиной удельной электропроводности MDP, содержащегося в зубном адгезиве, и числом дней для желатинирования, и зубные адгезивы, включающие MDP, удельная электропроводность которого составляет 0,5 мСм/см или меньше, имеют отличную стабильность при хранении. Кроме того, чем ниже удельная электропроводность, тем меньше степень снижения прочности крепления зубного адгезива после хранения.

Примеры 2-1 (получение МDР)

(1) Получение моногидрокси(мет)акрилатного соединения

(10-метакрилоилоксидекан-1-ол) в качестве исходного материала

С целью получения сложного эфира осуществляют взаимодействие 21,8 г (0,25 моль) метакриловой кислоты с 52,9 г (0,30 моль) 1,10-декандиола при 80°С. При проведении этой реакции используют 3,6 г п-толуолсульфоновой кислоты в качестве катализатора и 0,2 г 2,2'-метиленбис(4-этил-6-трет-бутилфенола) в качестве ингибитора полимеризации.

Фильтрацию и промывание водным щелочным раствором осуществляют с целью удаления непрореагировавшего диола, метакриловой кислоты и кислоты катализатора. После отгонки растворителя получают 51,5 г смеси, включающей сложный моноэфир метакриловой кислоты (10-метакрилоилоксидекан-1-ол, который является исходным материалом для получения сложного фосфатного моноэфира) и сложный диэфир метакриловой кислоты в качестве побочного продукта. Вышеуказанную смесь сложных эфиров анализируют методом жидкостной хроматографии и в результате устанавливают, что смесь содержит 71 мол.% сложного моноэфира и 29 мол.% сложного диэфира.

(2) Получение соединения, содержащего -Р(O)Сl₂-группу (стадия первого добавления амина)

Вышеуказанную смесь сложных эфиров в количестве 51,5 г (содержание 10-метакрилоилоксидекан-1-ола 0,14 моль) и 17,1 г (0,17 моль) триэтиламина растворяют в 100 мл простого диэтилового эфира и полученный раствор помещают в капельную воронку, предназначенную для установки на реакционной емкости. В реакционную емкость загружают раствор, полученный растворением 25,8 г (0,17 моль) оксихлорида фосфора в 100 мл простого диэтилового эфира, и внутреннюю температуру снижают до -40°С. В условиях интенсивного перемешивания раствора оксихлорида фосфора приливают из капельной воронки по каплям в течение одного часа раствор 10-метакрилоилоксидекан-1-ола и триэтиламина к раствору оксихлорида фосфора. После окончания добавления по каплям реакционную смесь перемешивают дополнительно в течение 30 минут при температуре -20°С.

(3) Получение сложного фосфатного моноэфира гидролизом хлорида сложного фосфатного моноэфира (стадия второго добавления амина)

Реакционную смесь, полученную на стадии (2), нагревают до 0°С и перемешивают дополнительно в течение одного часа. Смешанный раствор 15,3 г (0,85 моль) дистиллированной воды и 28,5 г (0,28 моль; общее количество амина вместе с количеством его, введенным на стадии первого добавления амина, составляет 0,45 моль, что по молям в 2,65 раза больше, чем количество оксихлорида фосфора) триэтиламина по каплям приливают к реакционной смеси. Реакционную смесь поддерживают при температуре 0°С и постепенно гидролизуют в течение 30 минут.

(4) Стадия промывки

Реакционную смесь промывают три раза по 100 мл каждый 0,4 N соляной кислотой с целью экстракции и удаления выпадающего в осадок гидрохлорида триэтиламина, и дополнительно промывают два раза по 100 мл каждый 2%-ным раствором соли.

(5) Стадия очистки

Пять граммов активированного угля (производства Wako Pure Chemicals) добавляют в органический слой после экстракции из него воды и смесь перемешивают в течение одного часа с целью ее обесцвечивания. Добавляют сто миллиграммов ВНТ в качестве ингибитора полимеризации в органический слой, из которого удален активированный уголь методом фильтрации через бумажный фильтр, и растворитель отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают примерно 61,0 г высоковязкого жидкого остатка. Вышеуказанный остаток анализируют с помощью жидкостной хроматографии и в результате анализа устанавливают, что остаток представляет собой смесь MDP, который представляет собой сложный фосфатный моноэфир 10-метакрилоилдекан-1-ола, и сложного диэфира метакриловой кислоты и 1,10-декандиола.

Сложный диэфир метакриловой кислоты, содержащийся в остатке, экстрагируют 180 мл н-гексана. Полученный в результате этого остаток сушат при пониженном давлении с целью удаления влаги и получают 43,6 г жидкого соединения. Проводят анализ методом жидкостной хроматографии, результаты которого подтверждают, что это соединение представляет собой MDP, чистота которого составляет 97,5%. Измеряют удельную электропроводность полученного MDP, величина которого составляет 0,412 мСм/см.

Пример 2-2

Описанные выше операции осуществляют до стадии промывания (4) так же, как и в примере 2-1. После этого к органическому слою добавляют 200 мл дистиллированной воды и смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 12 часов (гидролиз оставшегося хлорида сложного фосфатного моноэфира). Далее проводят вышеописанные операции стадии очистки (5), как и в примере 2-1, с целью получения MDP. Удельная электропроводность MDP составила 0,245 мСм/см.

Пример 2-3 и сравнительные примеры 2-1 и 2-2

Для получения MDP осуществляют те же операции, что и в примере 2-2, за исключением того, что триэтиламин используют в количестве, показанном в таблице 3, в виде всего количества триэтиламина, добавляемого к оксихлориду фосфора. Значения удельной электропроводности для каждого из полученных MDP представлены в таблице 3.

Далее готовят следующие зубные адгезивы с использованием каждого из этих MDP. В частности, смешивают и растворяют 50 частей по массе D-2.6E, 30 частей по массе NPG, 20 частей по массе полученного MDP, 1 часть по массе ВРО в качестве катализатора полимеризации, 0,05 частей по массе ВИТ в качестве стабилизатора и 0,1 части по массе простого монометилового эфира гидрохинона и получают зубной адгезив. Число дней для желатинизации каждого из этих зубных адгезивов получают описанным выше методом. Результаты представлены в таблице 3.

Кроме того, с помощью описанного выше метода оценивают прочность крепления к дентину этих адгезивов. В этом тесте испытание на адгезию осуществляют после хранения зубного адгезива, включающего сложный фосфатный моноэфир, при 50°С в течение 30 дней. Полученные величины прочности крепления сравнивают с величинами прочности крепления, полученными сразу же после получения адгезива (перед хранением). Результаты представлены в таблице 3.

Из таблицы 3 ясно, что существует очевидная корреляция между каждым из параметров удельной электропроводности MDP, числом дней для желатинирования зубного адгезива, включающего MDP, прочностью крепления к дентину (особенно после хранения при 50°С в течение 30 дней), и всем количеством добавляемого амина, и что те MDP, удельная электропроводность которых составляет 0,5 мСм/см или меньше, особенно 0,3 мСм/см или меньше, как в примере 2-2, имеют отличную стабильность при хранении.

Пример 3-1 (получение MDP)

(1) Получение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты

(10-метакрилоилоксидекан-1-ол)

В трехгорлую колбу загружают 71,7 г (0,83 моль) метакриловой кислоты и 174,0 г (1,00 моль, по молярному содержанию в 1,2 раза больше, чем метакриловой кислоты) 1,10-декандиола, имеющего карбонильное число 0,03 мол.%, и 12 г п-толуолсульфоновой кислоты в качестве катализатора и 0,5 г 2,2'-метиленбис(4-этил-6-трет-бутилфенола) в качестве ингибитора полимеризации. Полученную смесь нагревают до 80°С и получают гомогенный раствор, а смесь в колбе периодически контролируют методом жидкостной хроматографии (колонка: Unisil QC18 производства G.L.Science).

Давление внутри колбы постепенно снижают и, продувая колбу кислородом и перемешивая смесь, осуществляют реакцию этерификации при 80°С, а образующуюся воду отгоняют. Когда в реакции провзаимодействует 50% метакриловой кислоты, внутреннее давление снижают до 6,7 кПа. Когда расход метакриловой кислоты в реакции достигнет 62%, реакционную смесь нейтрализуют 750 мл 10% водного раствора кислого карбоната натрия, чтобы остановить реакцию. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и разбавляют, добавив 200 мл н-гексана. Выпавший в осадок к этому моменту непрореагировавший диол в количестве 100,4 г (0,58 моль) отфильтровывают и извлекают. Фильтрат промывают 2% водным раствором каробоната натрия. После отделения водного слоя к органическому слою добавляют сто миллиграмм активированного угля и 14 г безводного сульфата натрия, смесь оставляют стоять при комнатной температуре на 12 часов, после чего фильтруют.

К отделенному фильтрату добавляют пятьдесят миллиграмм MEHQ, н-гексан отгоняют при 30°С или ниже при пониженном давлении, в результате чего получают 108,7 г смеси сложного моноэфира метакриловой кислоты и сложного диэфира метакриловой кислоты и диола. Смесь сложных эфиров анализируют методом жидкостной хроматографии, в результате чего устанавливают, что она содержит 78 мол.% сложного моноэфира и 22 мол.% сложного диэфира (моноэфир/диэфир = 3,5), а непрореагировавший диол содержится лишь в следовых количествах.

(2) Получение соединения, содержащего группу -P(O)Cl₂ (стадия первого добавления амина)

Смесь сложных эфиров в количестве 108,7 г (содержание 10-метакрилоилоксидекан-1-ола 0,33 моль) и 39,9 г (0,40 моль) триэтиламина растворяют в 120 мл простого диэтилового эфира и полученный раствор помещают в капельную воронку, а капельную воронку соединяют с реакционной емкостью. В реакционную емкость загружают раствор, полученный растворением 60,4 г (0,40 моль) оксихлорида фосфора в 120 мл простого диэтилового эфира, и внутреннюю температуру снижают до -40°С. В условиях интенсивного перемешивания раствора оксихлорида фосфора постепенно, по каплям из капельной воронки к раствору оксихлорида фосфора приливают раствор смеси сложных эфиров и триэтиламина в течение одного часа. По завершении добавления по каплям реакционную смесь перемешивают при -20°С дополнительно в течение 30 минут.

(3) Получение сложного фосфатного моноэфира гидролизом хлорида сложного фосфатного моноэфира (стадия второго добавления амина)

Реакционную смесь, полученную на стадии (2), нагревают до 0°С и перемешивают дополнительно в течение одного часа. Смешанный раствор 30 г (1,67 моль) дистиллированной воды и 65,8 г (0,65 моль; общее количество амина вместе с количеством, введенным на стадии первого добавления, составляет 1,06 моль, что по молям в 2,65 раз больше, чем оксихлорида фосфора) триэтиламина по каплям приливают к реакционной смеси. Реакционную смесь поддерживают при температуре 0°С и постепенно гидролизуют ее в течение 30 минут.

(4) Стадия удаления соли амина экстракцией

Реакционную смесь промывают три раза по 100 мл каждый 0,4 N соляной кислотой для экстракции и удаления выпавшего в осадок гидрохлорида триэтиламина и дополнительно промывают дважды порциями по 100 мл 2%-ного раствора соли. После этого к органическому слою добавляют 200 мл дистиллированной воды и смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 12 часов (гидролиз оставшегося хлорида сложного фосфатного моноэфира).

(5) Стадия очистки

После экстракции водой к органическому слою добавляют сто миллиграммов активированного угля и смесь оставляют на 12 часов при комнатной температуре. Сто миллиграммов ВНТ в качестве ингибитора полимеризации добавляют к органическому слою, полученному после удаления активированного угля методом фильтрации, и растворитель отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают примерно 131,1 г высоковязкого жидкого остатка. Остаток анализируют методом жидкостной хроматографии и в результате определяют, что он состоит из смеси сложного фосфатного моноэфира (MDP) и сложного диэфира метакриловой кислоты и 1,10-декандиола. Кроме того, молярное отношение MDP/сложный диэфир метакриловой кислоты составляет 3,5, величина которого та же, что и величина молярного отношения сложный моноэфир метакриловой кислоты/сложный диэфир метакриловой кислоты, упомянутая выше, так что определяют, что при фосфатной этерификации все сложные моноэфиры метакриловой кислоты превращаются в MDP.

Сложный диэфир метакриловой кислоты, содержащийся в остатке, экстрагируют 400 мл н-гексана. Экстракт сушат при пониженном давлении для удаления влаги и получают 102,0 г жидкого соединения. Проводят анализ методом жидкостной хроматографии и в результате его устанавливают, что это соединение представляет собой MDP с чистотой 97,5%.

Кроме того, общее количество сложного диэфира метакриловой кислоты и диола, полученного в качестве побочного продукта, составляет 29,1 г (0,09 моль).

Измеряют удельную электропроводность полученного MDP и в результате определяют, что ее величина составляет 0,287 мСм/см. Кроме того, светопропускание MDP составило 97,5%.

Пример 3-2

Чтобы получить MDP, осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что используют 1,10-декандиол, имеющий карбонильное число 0,07 мол.%, и изменяют реакционную долю метакриловой кислоты до 85%, а суммарное количество добавляемого к оксихлориду фосфора триэтиламина - до 2,83-кратного избытка по молям.

Сравнительный пример 3-1

Чтобы получить MDP, осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что используют 1,10-декандиол, имеющий карбонильное число 0,14 мол.%, и изменяют реакционную долю метакриловой кислоты до 98%, а суммарное количество добавляемого к оксихлориду фосфора триэтиламина - до 3,23-кратного избытка по молям.

Оценивают каждый из зубных адгезивов, приготовленных с использованием MDP, полученных в примерах 3-1, 3-2 и сравнительном примере 3-1, по числу дней для желатинирования, прочности крепления к дентину и соответствию цветового тона, как указано выше. Полученные результаты представлены в таблице 5.

При оценке числа дней для желатинирования и прочности крепления к дентину готовят и используют следующий зубной адгезив. В частности, смешивают и растворяют 50 частей по массе D-2.6E, 30 частей по массе NPG, 20 частей по массе сложного фосфатного моноэфира (MDP), 1 часть по массе ВРО, 0,05 частей по массе ВНТ и 0,1 часть по массе простого монометилового эфира гидрохинона, получают зубной адгезив. Кроме того, при оценке соответствия цветового тона используют зубной адгезив, полученный согласно таблице 4. Затем таким же способом, что описан выше, готовят зубные адгезивы, используемые при оценке этих показателей.

Из таблицы 5 видно, что традиционные проблемы, как те, что видны в сравнительном примере 3-1, а именно I) низкий выход сложного фосфатного моноэфира, II) окрашивание и III) плохая стабильность при хранении, удается решить в примерах 3-1 и 3-2.

Пример 3-3 и сравнительные примеры 3-2 и 3-3

Осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что при проведении реакции для получения MDP используют метакриловую кислоту в количествах, указанных в таблице 6. Значения молярного отношения MDP/диэфир, выхода MDP, чистоты MDP, количество побочного сложного диэфира и количество непрореагировавшего диола представлены в таблице 6.

Сравнительный пример 3-4

Осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что для получения MDP при проведении реакции используют диол, количество которого по молям относительно количества метакриловой кислоты составляет 0,6 раза, а реакционную долю метакриловой кислоты меняют до 83%. Значения молярного отношения MDP/диэфир, выхода MDP, чистоты MDP, количество побочного сложного диэфира и количество непрореагировавшего диола представлены в таблице 6.

Пример 3-4

При проведении этерификации метакриловой кислоты осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что количество диола в реакции по молям относительно молярного содержания метакриловой кислоты составляет 2,5 раза, а реакционную долю метакриловой кислоты меняют до 89% и получают смесь сложного моноэфира и сложного диэфира. Метакриловую кислоту добавляют к непрореагировавшему диолу в таком количестве, что отношение диола к метакриловой кислоте составляет такое же значение, что и при первой этерификации, а именно 2,5 по молям, а реакцию проводят при реакционной доле метакриловой кислоты 89%.

Каждую смесь сложного моноэфира и сложного диэфира, полученную в результате двух реакций этерификации метакриловой кислоты, объединяют и получают из нее MDP, осуществляя те же операции, что и в примере 3-1. Значения молярного отношения MDP/диэфир, выхода MDP, чистоты MDP, количество побочного сложного диэфира и количество непрореагировавшего диола представлены в таблице 6.

В примерах 3-1 и 3-3 и сравнительных примерах 3-2 и 3-3 исходное отношение диол/метакриловая кислота одинаковое, а меняют реакционную долю метакриловой кислоты. В сравнительном примере 3-2, где содержание ее в реакции низко, выход MDP слишком мал, хотя чистота его высокая; с другой стороны, в сравнительном примере 3-3, где содержание ее в реакции высоко, увеличивается только выход побочного сложного диэфира без увеличения выхода MDP по сравнению с примером 3-3. Поэтому сравнительные примеры нежелательны. Поэтому, как и в примерах 3-1 и 3-3, желательно улучшить выход MDP путем регулирования реакционной доли метакриловой кислоты в диапазоне от 60 до 90%, снизив таким образом количество побочного сложного диэфира.

Кроме того, в сравнительном примере 3-4, где исходное отношение диола к метакриловой кислоте мало, почти все диолы расходуются, но количество диола, участвующего в образовании сложного диэфира, также увеличивается, что нежелательно. С другой стороны, в примере 3-4 (где дважды проводят этерификацию метакриловой кислоты), где исходное отношение диола к метакриловой кислоте велико, выход MDP увеличивается, тогда как количество побочного сложного диэфира снижается, обеспечивая таким образом желаемый результат.

Далее, чем меньше количество побочного сложного диэфира (отношение MDP/сложный диэфир велико), тем более высокую степень чистоты MDP можно получить вследствие легкости осуществления операций экстракции.

Из вышерассмотренного следует, что сложный фосфатный моноэфир (MDP) высокой чистоты можно получить с высоким выходом за счет использования равного количества или незначительного избытка диола по отношению к метакриловой кислоте в качестве исходного количества диола и регулирования реакционной доли метакриловой кислоты от 60 до 90%.

Пример 3-5 и сравнительный пример 3-5

Для получения MDP осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что используют диол, имеющий значения карбонильного числа, отличные от тех, что в примере 3-1, как это видно из таблицы 7. Оценивают величины светопропускания MDP и соответствие цветового тона зубного адгезива, полученного с использованием MDP описанным выше методом. Результаты представлены в таблице 7.

Пример 3-6

Очистку активированным углем осуществляют для MDP из сравнительного примера 3-5, светопропускание которого низкое. В частности, MDP сравнительного примера 3-5 растворяют в этаноле в концентрации примерно 10% по массе и в этанольном растворе диспергируют активированный уголь в количестве 5% по массе, после чего смесь перемешивают. Затем активированный уголь удаляют методом фильтрации с отсосом и этанол отгоняют из фильтрата на ротационном испарителе, в результате чего получают маслянистый MDP. Оценивают светопропускание MDP и соответствие цветового тона зубного адгезива, полученного с использованием этого MDP, с помощью описанных выше методов. Полученные результаты представлены в таблице 7.

Пример 3-7

Методом колоночной хроматографии осуществляют очистку MDP сравнительного примера 3-5, имеющего низкое светопропускание. В частности, MDP сравнительного примера 3-5 обрабатывают на хроматографической колонке с использованием геля Wako 40C₁₈ (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в качестве носителя для хроматографии с обращенной фазой и смеси вода/метанол = 3/7 в качестве элюента. Растворители отгоняют на ротационном испарителе и получают маслянистый MDP. Оценивают светопропускание MDP и соответствие цветового тона зубного адгезива, полученного с использованием этого MDP, описанными выше методами. Полученные результаты представлены в таблице 7.

В сравнительном примере 3-5, где карбонильное число диола составляет 0,1 или больше, светопропускание MDP равно 90% или меньше и, кроме того, полученный из него зубной адгезив неудовлетворителен с точки зрения соответствия цветового тона. С другой стороны, в примерах 3-1 и 3-5, где MDP получают из диола, имеющего низкое карбонильное число, полученный из него зубной адгезив имеет отличное соответствие цветового тона.

Более того, даже в случае сравнительного примера 3-5, где MDP имеет низкое светопропускание, установлено, что очистка такими средствами, как активированный уголь (пример 3-6), колоночная хроматография (пример 3-7) или тому подобное, увеличивает светопропускание MDP, и, таким образом, оказывается возможным получение из него зубного адгезива, имеющего отличное соответствие цветового тона. Однако, принимая во внимание необходимость упрощения стадий процесса и снижение затрат, связанных с очисткой, предпочтительно готовить MDP на основе диола, имеющего низкое значение карбонильного числа, для того чтобы получить неокрашенную композицию MDP.

Пример 3-8

Для получения MDP осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, вплоть до стадии промывания в пункте (4), а затем проводят стадию очистки в пункте (5) или после него, опуская гидролиз оставшегося хлорида сложного фосфатного моноэфира. Значения удельной электропроводности MDP, число дней для желатинирования зубного адгезива, полученного из MDP, и величины прочности крепления к дентину сразу же после приготовления адгезива (до хранения) и после хранения при 50°С в течение 30 дней представлены в таблице 8.

Пример 3-9 и сравнительные примеры 3-6 и 3-7

Для получения MDP осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что триэтиламин используют в количествах, указанных в таблице 8 в виде суммарного количества добавляемого к оксихлориду фосфора триэтиламина. Значения удельной электропроводности MDP, число дней для желатинирования зубного адгезива, полученного из MDP, и значения прочности крепления к дентину сразу же после приготовления зубного адгезива (до хранения) и после хранения при 50°С в течение 30 дней представлены в таблице 8.

Из таблицы 8 очевидно, что имеется совершенно явная корреляция среди каждого из параметров удельной электропроводности MDP, числа дней для желатинирования зубного адгезива, полученного из MDP, и прочности крепления к дентину (особенно после хранения при 50°С в течение 30 дней) и суммарным количеством добавляемого амина, и установлено, что стабильность при хранении MDP, имеющего удельную электропроводность 0,5 мСм/см или меньше, особенно 0,3 мСм/см или меньше, как в примере 3-1, отличная. Кроме того, из сравнения примеров 3-1 и 3-8, где оба примера имеют одно и то же количество добавленного амина, видно, что в примере 3-1 образуется MDP, имеющий еще более хорошую стабильность при хранении, когда оставшийся хлорид сложного фосфатного моноэфира подвергают гидролизу.

Пример 4-1

Получение двойного кислого фосфата 6-мета-крилоилоксигексила (соединение 1а в таблице 9)

(1) Получение сложного моноэфира (мет)акриловой кислоты (6-метакрилоилоксигексан-1-ол)

В трехгорлую колбу загружают 71,7 г (0,83 моль) метакриловой кислоты и 118,18 г (1,00 моль, по отношению к метакриловой кислоте в молях 1,2-кратный избыток) 1,6-гександиола (соединение 6а в таблице 10), имеющего карбонильное число 0,03 мол.%, и добавляют туда 12 г п-толуолсульфоновой кислоты в качестве катализатора и 0,5 г 2,2'-метиленбис(4-этил-6-трет-бутилфенола) в качестве ингибитора полимеризации. Полученную смесь нагревают до 80°С и получают гомогенный раствор, а смесь в колбе периодически контролируют методом жидкостной хроматографии (колонка: Unisil QC18 производства G.L.Science).

Давление внутри колбы постепенно снижают и, продувая колбу кислородом и перемешивая смесь, проводят реакцию этерификации при температуре 80°С, а образующуюся воду отгоняют. Когда расход метакриловой кислоты в реакции достигает 65%, реакционную смесь нейтрализуют 750 мл 10%-ного водного раствора кислого карбоната натрия для остановки реакции. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и разбавляют путем добавления 200 мл н-гексана. Выпавший в осадок непрореагировавший к тому моменту времени диол в количестве 66,2 г (0,56 моль) отфильтровывают и извлекают. Фильтрат промывают 2%-ным водным раствором карбоната натрия. После удаления водного слоя к органическому слою добавляют сто миллиграммов активированного угля и 14 г безводного сульфата натрия и смесь оставляют при комнатной температуре на 12 часов, после чего ее фильтруют.

Из полученного фильтрата отгоняют н-гексан при температуре 30°С или меньше при пониженном давлении и получают смесь сложного моноэфира метакриловой кислоты и сложного диэфира метакриловой кислоты и диола.

(2) Получение соединения, имеющего группу -Р(О)Сl₂ (стадия первого добавления амина)

Смесь сложных эфиров в количестве 85,0 г (содержание 6-метакрилоилоксигексан-1-ола 0,32 моль) и 39,9 г (0,40 моль) триэтиламина растворяют в 120 мл простого диэтилового эфира и полученный раствор помещают в капельную воронку, которую устанавливают на реакционной емкости. В реакционную емкость загружают раствор, полученный растворением 60,4 г (0,40 моль) оксихлорида фосфора в 120 мл простого диэтилового эфира, и внутреннюю температуру снижают до -40°С. При интенсивном перемешивании раствора оксихлорида фосфора к нему постепенно, по каплям, из капельной воронки в течение одного часа приливают раствор смеси сложных эфиров и триэтиламина. После завершения покапельного введения реагента реакционную смесь перемешивают при температуре -20°С еще дополнительно в течение 30 минут.

(3) Получение сложного фосфатного моноэфира гидролизом хлорида сложного фосфатного моноэфира (стадия второго добавления амина)

Реакционную смесь, полученную на стадии (2), нагревают до 0°С и перемешивают дополнительно в течение одного часа. Смешанный раствор 30 г (1,67 моль) дистиллированной воды и 65,8 г (0,65 моль; общее количество амина вместе с количеством, введенным на стадии первого добавления амина, составляет 1,06 моль, что по молярному содержанию в 2,65 раза больше количества оксихлорида фосфора) триэтиламина по каплям приливают к реакционной смеси. Реакционную смесь поддерживают при 0°С и постепенно гидролизуют ее в течение 30 минут.

(4) Стадия удаления амина путем экстракции соли амина

Реакционную смесь промывают три раза по 100 мл каждый 0, 4 N соляной кислотой для экстракции и удаления выпавшего в осадок гидрохлорида триэтиламина и дополнительно - два раза по 100 мл каждый 2%-ным раствором соли. После этого к органическому слою добавляют 200 мл дистиллированной воды и смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 12 часов (гидролиз оставшегося хлорида сложного фосфатного моноэфира).

(5) Стадия очистки

После экстракции водой к органическому слою добавляют сто миллиграммов активированного угля и смесь оставляют на 12 часов при комнатной температуре. К органическому слою, полученному после удаления из него активированного угля методом фильтрования, добавляют сто миллиграммов ВНТ в качестве ингибитора полимеризации и растворитель отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают примерно 112 г высоковязкого маслянистого остатка. Остаток анализируют методом жидкостной хроматографии и в результате этого устанавливают, что он представляет собой смесь сложного фосфатного моноэфира (двойной кислый фосфат 6-метакрилоилоксигексила) и сложного диэфира метакриловой кислоты и 1,6-гександиола. Кроме того, молярное отношение сложный фосфатный моноэфир/сложный диэфир метакриловой кислоты составляет 3,2.

Сложный диэфир метакриловой кислоты, содержащийся в остатке, экстрагируют 400 мл н-гексана. Экстракт высушивают при пониженном давлении с целью удаления влаги, в результате чего получают 84,8 г жидкого соединения. Проводят анализ методом жидкостной хроматографии, в результате которого устанавливают, что это соединение представляет собой двойной кислый фосфат 6-метакрилоилоксигексила (соединение 1а в таблице 9), имеющий чистоту 98,1%.

Установлено, что удельная электропроводность полученного сложного фосфатного моноэфира составляет 0,361 мСм/см и светопропускание 98,1%. Кроме того, готовят зубной адгезив того же состава, что и в примере 1-1, с использованием этого сложного фосфатного моноэфира и определяют число дней для желатинирования. В результате установлено, что число дней для желатинирования составляет 350 дней или больше (таблица 11).

Примеры 4-2 - 4-6

Осуществляют те же операции, что и в примере 4-1, за исключением того, что для получения каждого из сложных фосфатных моноэфиров (соединения 1b, 1c, 1d, 2a и 2b в таблице 9) используют в качестве исходных диолов каждое из соединений 6b, 6c, 6d, 7a и 7b в таблице 10. Зависимости между диолами и величинами их карбонильных чисел и между диолами и целевыми сложными фосфатными моноэфирами представлены в таблице 11. Здесь величины молярного отношения исходного диола к метакриловой кислоте, молярного отношения сложного моноэфира метакриловой кислоты к триэтиламину и молярного отношения триэтиламина к оксихлориду фосфора отрегулированы до таких же значений, что и в примере 4-1. Значения светопропускания и удельной электропроводности каждого из полученных сложных фосфатных моноэфиров и число дней для желатинирования зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 4-1. Полученные результаты представлены в таблице 11.

Пример 4-7

Получение двойного кислого фосфата 4-мета-крилоилоксибутила (соединение 1е в таблице 9)

Осуществляют те же операции, что и в примере 4-1, за исключением того, что в качестве исходного материала (сложноэфирного соединения) для стадии первого добавления амина пункта (2) примера 4-1 используют 4-метакри-лоилоксибутан-1-ол (47,4 г, 0,30 моль), а реакцию проводят с использованием таких же молярных отношений и операций на и после пункта (2) примера 4-1, в результате чего получают двойной кислый фосфат 4-метакрилоилоксибутила (соединение 1e). Значения светопропускания и удельной электропроводности образующегося сложного фосфатного мономера и число дней для желатинирования зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 4-1. Результаты представлены в таблице 11.

Пример 5-1

Получение кислого фосфата 2-метакрилоилоксиэтилфенила (соединение 3а в таблице 9)

2-Гидроксиэтилметакрилат в количестве 54,9 г (0,42 моль) и 44,8 г (0,44 моль) триэтиламина, используемого в качестве акцептора соляной кислоты, растворяют в простом диэтиловом эфире и полученный раствор помещают в капельную воронку, установленную на реакционной емкости. В реакционную емкость загружают раствор 93,3 г фенилдихлорфосфата в диэтиловом эфире, по молярному содержанию 1,05 раз к 2-гидроксиэтилметакрилату, ингредиенты охлаждают до температуры -20°С, интенсивно их перемешивают и постепенно по каплям приливают смесь из капельной воронки. После этого к реакционной смеси по каплям приливают водный раствор 55,6 г (0,55 моль) триэтиламина и реакцию обрывают. По молярному содержанию количество используемого триэтиламина в 2,25 раза превышает содержание фенилдихлорфосфата. К реакционной смеси добавляют простой диэтиловый эфир и выпавший в осадок гидрохлорид триэтиламина отфильтровывают. Органический слой дважды промывают деионизированной водой. К фильтрату для экстракции добавляют дибутилгидрокситолуол. Толуол отгоняют при пониженном давлении и получают в результате 96,5 г целевого продукта - кислого фосфата 2-метакрилоилоксиэтилфенила (соединение 3а).

Определяют значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера. Кроме того, готовят такой же зубной адгезив, что и в примере 1-1, с использованием этого фосфатного мономера и определяют число дней для желатинирования и прочность крепления зубного адгезива к дентину. Помимо этого готовят такой же зубной адгезив, что и в примере 3-1, с использованием этого фосфатного мономера и оценивают соответствие цветового тона зубного адгезива. Результаты представлены в таблице 12.

Пример 5-2

Получение кислого фосфата 2-метакрилоилоксиэтилфенила (соединение 3а в таблице 9)

Осуществляют те же операции, что и в примере 5-1, до стадии фильтрования гидрохлорида триэтиламина. К фильтрату добавляют дибутилгидрокситолуол и после этого растворитель удаляют на ротационном испарителе. Концентрированный фильтрат добавляют к дистиллированной воде и понемногу, при перемешивании добавляют 66,5 г (0,34 моль) карбоната бария, смесь перемешивают в течение 15 минут. После этого смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15 минут для образования фосфата бария. Непрореагировавший карбонат бария отфильтровывают, а фильтрат промывают трижды толуолом. К нему добавляют 6 N соляную кислоту и после этого смесь подвергают экстракции толуолом. К отделенному органическому слою добавляют активированный уголь и смесь оставляют на 12 часов, затем активированный уголь отфильтровывают. Органический слой промывают четыре раза деионизированной водой и после этого толуол отгоняют, в результате чего получают целевой продукт - кислый фосфат 2-метакрилоилоксиэтилфенила (соединение 3а).

Значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера и число дней для желатинирования, прочность крепления к дентину и соответствие цветового тона зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 5-1. Результаты представлены в таблице 12.

Пример 6

Получение 2-метакрилоилоксиэтилфенилфосфиновой кислоты (соединение 3b в таблице 9)

Осуществляют те же операции, что и в примере 5-2, при тех же молярных отношениях исходных материалов, что и в примере 5-2, за исключением того, что в пункте (1) примера 5-2 вместо фенилдихлорфосфата в качестве исходного материала используют дихлорфосфиновую кислоту, в результате чего получают целевой продукт - 2-метакрилоилоксиэтилфенилфосфиновую кислоту (соединение 3b).

Значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера и число дней для желатинирования, прочность крепления к дентину и соответствие цветового тона зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 5-1. Результаты представлены в таблице 12.

Пример 7

Получение смеси двойного кислого фосфата 10-метакрилоилоксидецила и кислого фосфата бис(10-метакрилоилоксидецила) (соединение 4 в таблице 9)

Осуществляют те же операции, что и в примере 3-1, за исключением того, что в пункте (2) примера 3-1 оксихлорид фосфора для проведения реакции берут в количестве, составляющем 0,8 раз по молям относительно количества сложного моноэфира метакриловой кислоты в смеси, а молярные отношения других исходных материалов те же, что и в примере 3-1, в результате чего получают смесь сложного фосфатного моноэфира и сложного фосфатного диэфира. Смесь образующихся сложных фосфатных моноэфира и диэфира анализируют методом ВЭЖХ и в результате устанавливают, что молярное отношение сложного фосфатного моноэфира к сложному фосфатному диэфиру составляет 58/42. Значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера и число дней для желатинирования, прочность крепления к дентину и соответствие цветового тона зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 5-1. Полученные результаты представлены в таблице 12.

Пример 8-1

Получение 5-метакрилоилоксипентил-3-фосфонопропионата (соединение 5а в таблице 9)

(1) Получение 5-гидроксипентилметакрилата

Осуществляют те же операции, что и в пункте (1) примера 4-1, с теми же молярными отношениями исходных материалов, за исключением того, что в качестве исходного материала используют 1,5-пентандиол, а образующиеся сложный моноэфир и диэфир очищают методом колоночной хроматографии, в результате чего получают сложный моноэфир 5-гидроксипентилметакрилата.

(2) Получение этил-3-диэтилфосфонопропионата

Смешивают эквимолярные количества триэтилфосфита и -пропиолактона и смесь нагревают в дефлегматоре при 160°С в течение 18 часов для взаимодействия компонентов. Реакционную смесь перегоняют при пониженном давлении и собирают фракцию, отгоняемую в температурном интервале от 130° до 135°С (от 267 до 533 Па), в результате чего получают этил-3-диэтилфосфонопропионат.

(3) Получение 2-карбоксиэтилфосфоната

Смешивают сто граммов (0,42 моль) этил-3-диэтилфосфонопропионата, полученного, как описано выше, в пункте (2), 300 г 48%-ной бромистоводородной кислоты и 200 г муравьиной кислоты, и образующийся этилбромид отгоняют с гидролизом при 90°С. После окончания образования этилбромида реакционную смесь концентрируют при нагревании и охлаждают льдом, обеспечивая осаждение кристаллов продукта. Кристаллы отфильтровывают методом фильтрования с отсосом и промывают небольшим количеством ацетона. После этого промытые кристаллы сушат под вакуумом, в результате чего получают 2-карбоксиэтилфосфонат.

(4) Получение 5-метакрилоилоксипентил-3-фосфонопропионата (соединение 5а в таблице 9)

В реакционную емкость загружают 68,8 г (0,40 моль) 5-гидроксипентилметакрилата, полученного в пункте (1), 96,3 г (0,35 моль) 2-карбоксиэтилфосфоната, полученного в пункте (3), 3,5 г п-толуолсульфоновой кислоты, 3,5 г дибутилгидрокситолуола и 80 г толуола и проводят реакцию между ингредиентами при пониженном давлении, под давлением примерно 40 кПа, при температуре примерно 80°С, при перемешивании. После протекания реакции в течение 6 часов реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и переносят в разделительную воронку. К находящейся в разделительной воронке смеси добавляют этилацетат и смесь дважды промывают водой. К отделенному органическому слою добавляют безводный сульфат натрия для его обезвоживания, а растворители отгоняют при пониженном давлении, в результате чего получают маслянистый продукт. К маслянистому продукту добавляют водный раствор карбоната натрия и целевой продукт экстрагируют в водный слой. К водному слою добавляют 6 N соляную кислоту, чтобы подкислить смесь, и эту смесь дважды экстрагируют диэтиловым эфиром. К эфирному слою добавляют активированный уголь и смесь оставляют на 12 часов. Затем активированный уголь отфильтровывают и смесь четыре раза промывают деионизированной водой. После этого простой эфир отгоняют при пониженном давлении и в результате получают 48 г целевого продукта - 5-метакрилоилоксипентил-3-фосфонопропионата (соединение 5а).

Значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера, число дней для желатинирования, прочность крепления к дентину и соответствие цветового тона зубного адгезива определяют теми же методами, что и в примере 5-1. Результаты представлены в таблице 12.

Пример 8-2

Получение 10-метакрилоилоксидецил-3-фосфонопропионата (соединение 5b в таблице 9)

(1) Получение 10-гидроксидецилметакрилата

Осуществляют те же операции, что и в пункте (1) примера 5-1, и образующийся сложный моноэфир и сложный диэфир очищают методом колоночной хроматографии, в результате чего получают 10-гидроксидецилметакрилат.

(2) Получение 10-метакрилоилоксидецил-3-фосфонопропионата (соединение 5b в таблице 9)

10-Гидроксидецилметакрилат, полученный в пункте (1), в количестве 58,3 г (0,24 моль), 30,7 г (0,20 моль) 2-карбоксиэтилфосфиновой кислоты, 3,5 г п-толуолсульфоновой кислоты и 0,35 г дибутилгидрокситолуола подвергают реакции этерификации при давлении примерно 40 кПа и температуре примерно 100°С, перемешивая все ингредиенты. Последующие обработки осуществляют теми же методами, что и в примере 7-1, в результате чего получают 28 г целевого продукта 10-метакрилоилоксидецил-3-фосфонопропионата (соединение 5b).

Значения светопропускания и удельной электропроводности целевого фосфатного мономера, число дней для желатинирования, прочность крепления к дентину и соответствие цветового тона зубного адгезива оценивают теми же методами, что и в примере 5-1. Результаты представлены в таблице 12.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Согласно настоящему изобретению можно получить фосфатное соединение высокой чистоты и с высоким выходом, которое практически не имеет проблем, связанных с желатинированием или отверждением вследствие увеличения вязкости в процессе длительного хранения, снижения прочности крепления после хранения и тому подобное, кроме того, такое фосфатное соединение имеет улучшенный цветовой тон. Такое фосфатное соединение можно использовать для зубной полимеризуемой композиции, включающей этот фосфатный мономер, зубная полимеризуемая композиция имеет отличное соответствие цветового тона, отличную стабильность при хранении и высокую прочность крепления.

ЭКВИВАЛЕНТ

Специалисты в этой области смогут увидеть или с помощью простых рутинных экспериментов смогут осуществить многие эквиваленты конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, описанного в данной заявке. Предполагается, что такие варианты входят в объем притязаний, определенный в следующей формуле изобретения.